Устройство контроля осадки при контактной стыковой сварке

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ъ (ii) 961893

Ъ фъ (61) Дополнительное к авт. свид-еу (22) ЗаЯвлено 1 9. 01 . 81 (21)3278062/25-27 ф ) М Кп э

В 23 К 11/04 с присоединением заявки ЙР

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано30.09.8 Бюллетень ¹,36

t 3l УДК 621.791, .762(088.8) Дата опубликования описания 30 09,82 (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ОСАДКИ

П РИ КОНТАКТНОЙ CThlKOBOA СВАРКЕ

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением полос и может быть применено при сварке встык черных и цветных металлов. 5

Известно устройство контроля осадки, реализующее способ контроля про-1 цесса электрической контактной стыковой сварки оплавлением, которое содержит датчики тока и скорости, задатчик уровня тока, максимально допустимого"пРИ оплавлении и задатчик уровня скорости, а также сравнивающие устройства (1) .

Недостатком устройства является низкая точность контроля, которая. определяется, в основном, точностью уставки задатчиком:уровня тока,. максимально допустимого при оплавле-.. нии. Уровень тока является лишь косвенной характеристикой процесса осадки и не может: быть точньм критерием

:для определения момента начала осадки.

Йзвестно также устройство контроля осадки, используемое в машине для контактной стыковой сварки, содержа-. щее командный датчик, установленный на рабочем органе привода осадки, и последовательно соединенные чувствительный элемент, декатронный счетчик и тиристорный клюя (2). 30

Недостатком этого устройства является низкая точность контроля, обусловленная инерционностью подвижных частей машины, люфтом рабочего органа привода осадки и запаздыванием обработки импульсного сигнала чувствительным элементом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство контроля осадки, содержащее последовательно соединенные. датчик перемещений, первый и второй дифференцирующие элементы, элемент, выделяю:щий сигйа4 отрицательной полярности, формирователь нормированного импульса, формирователь заднего фронта импульса, инвертор, логический элемент

2И и регистрирующее устройство, при этом выход логического элемента 2И соединен через одновибратор с одним из входов логического, элемента 2И (3).

Недостатком известного устройства является низкая, точность контроля, обусловленная ограниченным динамическим диапазоном.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет возможности определения начала осадки.

961893

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля осадки при контактной стыковой сварке, содержащее последовательно соЕдиненные датчик (перемещений, первый и второй дифференциальные элементы, а также элеМент, выделяющий сигнал отрицательной полярности, соединенный с формирователем нормированного импульса, последовательно соединенные инвертор, логический элемент 2И и регистрирующее устройство, причем выход логического элемента 2И соединен через одновибратор с одним из вхоДоВ логического элемента 2И, введены третий диф ференцирующий элемент, формирователь

;переднего фронта импульса, элемент, выделяющий сигнал положительной полярности, соединенный с третьим дифференцирующим элементом, при этом через формирователь переднего фронта импульса соединены формирователь нормированного импульса и инвертор, в горой дифференцирующий элемент соединен с элементом, выделяющим сигнал положительной полярности, а третий дифференцирующий элемент соединен с элементом, выделяющим сигнал отрицательной полярности. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства контроля момента осадки; на фиг . 2 — диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы Устройства; где: U< - сигнал, пропорцио- нальный перемещению подвижной стани ны относительно неподвижной; U и U>сигналы с выходов первого и второго дифференцирующих элементов, соответственно U4 — вцделенный сигнал положительной полярности; 0 - сигнал с выхода третьего дифференцирующего . элемента; U — выделенный сигнал отрицательной полярности1 Б - сигнал с выхода импульсного формйрователя; U<сигнал с формирователя переднего фрон та; U - инвертированный сигнал, ха= рактеризующий момент начала осадки;

U — сигнал с выхода одновибратора с ю инвертированным выходому U сигнал с выхода элемента 2И.

Устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные датчик 1 перемещения, первый 2 и второй 3 дифференцирующие элементы, образующие датчик 4 ускорения,. элемент 5, выделяющий сигнал положительной полярности третий дифференцирующий элемент б, цемент 7, выделяющий сигнал отрицательной полярности, формирователь 8 нормированного импульса, формирователь 9 переднего фронта импульса и инвертор 10, а также логический элемент 2И 11, одновибратор 12 и регистрирующее устройство 13, при этом выход инвертора подсоединен к одному . входу элемента 2И 11, другой вход которого подключен к выходу одновибратора 12 ° Выход элемента 2И сое,динен с входом одновибратора н с регистрирующим устройством 13.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении подвижной станины во время проведения цикла сварки сигнал U с датчика перемещения дифференцируется дважды U и U3(ôèã..2) . На графике Ug- tõàðàêòåðèçóåò начало осадки, так как в этот момент градиент ,нарастания скорости уменьшается, что свидетельствует о том, что во первых„ скорость перемещения подвижной станины стала больше критической скорости оплавления и, во вторых, нет зазора между торцовыми частями свариваемых полос и на процесс перемещения воздействует сила механической деформации металла в твердой фазе; t - нача,ло равномерного перемещения подвиж2О -ной станины при максимальной скорости осадки; t - начало резкого торможения, т. е. начало взаимодействия подвижной станины с упором и

t4- момент окончания осадки. Как видно из графика скорости U>a точке имеет место перегиб. Тангенс угла наклона в этой точке отличен от нуля, поэтому значения ускорения при дифференцировании будет максимальным (U) . При дифференцировании появляются; сигналы двух полярностей, причем сигнал отрицательной полярности характеризует начало резкого торможения подвижной станины и .поэтому элемент 5, вйделяющий составляющую положительной полярности, не пропускает этого сигнала. Для выделения момента времени t полученный сигнал Б дифференцируется элементом б и получает сигнал двух полярностей С На выходе элемента 7, 40 выделяющет о сигнал отрицательной полярности, получается сигнал вида U .

Импульсный формирователь 8 формирует импульс U» длительность которого равна длительности сигнала U<. В ре45 зультате формирования переднего фронта 0 и его инвертирования, получается сигнал U, характеризующий момент действительного наступления осадки.

Длительность полученного импульса заВисит от разрешающей способности и быстродействия регистрирующего устройства. При использовании известных формирователей переднего фронта минимальная длительность этого импульса составляет 50 мс.

Чтобы исключить ложные срабатывания устройства (они изображены пунктиром на графике сигнаЛа U ) при на9» личин переходных процессов от соудаg0-рения подвижной станины .с упором не:подвижной, задним фронтом первого импульса запускается одновибратор 12 с инвертированным выходом,длительность выходного сигнала которого не превосходит нескольких секунд и под961893 бирается экспериментальньы путем. В результате прохождения первого импульса через элемент 2И 11 на другом ,входе этого элемента появится сигнал логического нуля U и элемент 11 не пропустит ложные импульсы — сигнал Ц„

Предлагаемое устройство позволит увеличить точность контроля, величины осадки путем повышения точности контроля начала осадки, исключить зависимость момента начала. осадки от инерции подвижных частей стыкосварочной машины и люфта рабочего органа привода осадки, а также получить информацию о начале осадки независимо от типа и мощности стыкосварочных машин из-за независимости: информационного импульса от электрических, механи ческих и других параметров процесса.

Формула изобретения

Устройство контроля осадки при контактной стыковой сварке, содержащее последовательно соединенные датчик перемещений, первый и второй дифференцирующие элементы, а также элемент, выделяющий сигнал отрицатель ной полярности, соединенный с формирователем нормированного импульса, последовательно соединенные инвертор, логический элемент 2И и регистрирующее устройство, причем выход логического элемента 2И соединен через одновибратор с одним из входов логического элемента 2И, о.т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, за счет возможности определения начала осадки, в него введены третий дифференцирующий элемент, формирователь переднего

10 фронта импульса и элемент, выделяющий сигнал положительной полярности, соединенный с третьим дифференцирующим элементом, при этом через формирователь переднего фронта импульса 5 соединены формирователь нормированного импульса .и инвертор, второй дифференцирующий элемент соединен с элементом, выделяющим сигнал положительной полярности, а третий дифференцирующий элемент соединен с элементом, выделяющим сигнал отрицательной полярности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 517430, кл. В 23 К 11/04, 19.78.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 425571, кл. В 23 К 11/04, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3212224, кл. В 23 К 11/04, ;1981 (прототип).