DE1790332A1

DE1790332A1 - Verfahren zum automatischen, programmgeregelten steuern von maschinen fuer das widerstandsabbrennstumpfschweissen

Info

Publication number: DE1790332A1
Application number: DE19661790332
Authority: DE
Inventors: Sergej I Kutschuk-Jazenko; Boris E Paton; Oleg W Popowskij
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1963-12-23
Filing date: 1966-07-19
Publication date: 1976-03-11
Also published as: DE1465044B2; DE1465044A1

Description

j ■· »»I' ι

Institut elektrosvarki im. E. 0. Patona, Kiew P 4O59A

-6. J!'>-· & Ausscheidung zu

P 1465044.3-34

Verfahren zum automatischen, programmgeregelten Steuern von Maschinen für die Widerstandsabbrennstumpfschweißung

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum automatischen, programmgeregelten Steuern von !Maschinen für die Widerstandsstumpfschweißung mit Kaltabbrennschweißung, bei dem der Schweißzyklus in aufeinanderfolgende Zeitabschnitte aufgeteilt ist, die miteinander zu verschweißenden Werkstücke zuerst mit konstanter Geschwindigkeit gegeneinander, später mit erhöhter Geschwindigkeit gegeneinander bewegt und anschließend gestaucht werden.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist bereits aus "Schweißtechnik", Bd. 35, 1963, S. 126 bis 134 bekannt,

, -7

699811/000^

"bei dem zum programmgesteuerten Abbrennstumpfschweißen größerer Querschnitte aus kaltem Zustand die miteinander zu verschweißenden Werkstücke während des Abbrennvor— ganges einmal mit gleichbleibender Geschwindigkeit und später mit erhöhter Geschwindigkeit gegeneinander bewegt werden, bevor die Werkstücke gestaucht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen, programmgeregelten Steuern von Maschinen für die Widerstandsabbrennstumpfschweißung mit Kaltabbrennschweißung zu schaffen, bei dem das Schweißprogramm einfach und schnell an die Abmessungen, Konfigurationen und chemischen Zusammensetzungen verschiedener Werkstücke angepasst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Vorbereitungsschritt bei konstanter Geschwindigkeit eine Spannung angelegt wird, deren Größe für den Beginn des Abbrennens und das Einebnen der kalten Stirnflächen der Werkstücke ausreicht, das Ende des Vorbereitungsabschnitts durch Messung des Integralwerts des Schweißstromes bestimmt wird, der dem Beginn des Abbrennens auf den gesamten Stirnflächen der zu versehweißenden Werkstücke entspricht, daß während einem da-

S-O 98 1 1/000 7

1730332

nach folgenden ersten Abschnitt Spannung und Vorschubgesehwindigkeit auf den Werten des Vorbereitungsabsclinitts gehalten werden, während die Dauer dieses ersten Abschnitts in Abhängigkeit von den Ausmaßen und der Form der Werkstücke so gewählt wird, daß eine gleichmäßige Erwärmung der gesamten zu schmelzenden Oberfläche gewährleistet ist, daß in einem zweiten Abschnitt die Vorschubgesehwindigkeit auf dem gleichen Wert gehalten und die Spannung auf einen Wert erniedrigt wird, bei dem ein stetiges Schmelzen bei erhöhter Stromdichte erfolgt, daß in einem dritten Abschnitt gleichzeitig mit der Erhöhung der Vorschubgesehwindigkeit die Spannung erhöht wird, wonach in einem vierten, die LängsStauchung bewirkenden Abschnitt der Hub der Spannvorrichtung und die Stromflußdauer vorgegeben sind.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 a, b, c den Spannungs-, Vorschubgeschwindigkeitsund Stromverlauf während des Schweißvorganges und

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Durchführung des

Verfahrens.

6098.1Ί /0007

Der "betrachtete Schweißzyklus "besteht vorzugsweise aus vier Abschnitten. T₁, T₂, ^T3 ^¹⁰- ^ta (^¹S* ^1a)·

Der Schweißvorgang "beginnt am Zeitpunkt t=0, eine Programmsteuerung (7? 11 bis 19) ist dabei nicht eingeschaltet. Es werden zuerst Unebenheiten der Schweißstück-Stirnflächen abgebrannt. Nachdem die Unebenheiten der _. Schweißstücke beseitigt sind und der Gesamtquerschnitt abzubrennen beginnt, wächst der Schweißstrom, wie dies aus Pig. 1c ersichtlich ist (vgl. "^₀)* In diesem Augenblick wird eine Programm-Starteinheit 10 eingeschaltet und es beginnt die Durchführung des Schweißprogrammes. Während des ersten Abschnitts, zwischen den Zeitpunkten t und t₁, behalten die Schweißparameter U,ν ihren vorgegebenen Wert bei. Die. Dauer des Abschnitts T.. wird je nach den Abmessungen und der Konfiguration des Schweißstückes bestimmt.

Der zweite Abschnitt liegt zwischen den Zeitpunkten t-, und tp· Während des zweiten Abschnitts Tp wird die Spannung U an den Schweißmaschinenbacken nach einem vorgegebenen Programm geändert. Die anderen Parameter des Schweißprogramms bleiben während des zweiten Programm-Abschnitts Tp konstant.

889811/0007

Während des dritten Abschnitts, der zwischen den Zeitpunkten ±2 ^d- ^3 liegt, werden die Geschwindigkeit ν beim Verstellen einer beweglichen Spannvorrichtung 2
und die Spännung 0 an den Spannvorrichtungen 1,2 nachdem vorgegebenen Programm geändert. Der Schweißstrom I wird infolge der Änderung der Spannung IT an den Spannvorrichtungen 1, 2 und der Geschwindigkeit ν beim Verstellen der beweglichen Spannvorrichtung 2 ebenfalls geändert .

Der vierte Abschnitt - die Stauchperiode - mit der Zeitdauer £. beginnt im Zeitpunkt t^ und endet am Zeitpunkt t.. In diesem Abschnitt bestimmt die Programmsteuerung 7, 11 bis 19 die Große der LängsStauchung des SchweißStückes und die Zeit des Stromflusses.

Jeder Programmabschnitt wird durch eine separate Programmeinrichtung festgelegt.

Pur verschiedene Schweißstücktypen und -abmessungen wird entsprechend den oben beschriebenen Darlegungen ein besonderes Programm angewandt.

6.09811/0007

Zur Durchführung des Schweißvorgangs dient die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung. Der Schweißstromkreis enthält, wie dies üblich ist, eine unbewegliche 1 und eine bewegliche 2 Spannvorrichtung zum Festklemmen der Schweißstücke 3. Eine Sekundärwicklung 4 des Schweißtransformators ist an die Spannvorrichtungen angeschlossen, während eine Primärwicklung 5 über einen Schütz 6 an das

^ Wechselstromnetz angeschaltet ist. Im Primärstromkreis des Schweißtransformators befindet sich ein Spannungsregler 7 (beispielsweise in Form einer Ignitronröhre mit regelbarer Phase der Zündung) sowie ein Stromwandler 8. Weiterhin sind gemäß Fig. 2 eine Meßeinheit 9> eine Programm-Starteinheit 10, Zeitrelais 11 und 12 (beispielsweise in Form von Relais mit programmierter Zeitverzögerung), eine Spannungssteuerschaltung 14» eine Geschwindigkeitssteuerschaltung 15> eine Stauchkraft-Steueranordnung 16 und

fe eine Programmsteuerung 17» vorgesehen, wobei letztere aus zweiseitig angeordneten Federkontakten besteht, die durch eine feststehende Lochkarte voneinander getrennt sind. Die Kontakte jeder Kartenbahn sind elektrisch mit den entsprechenden Schaltungseinheiten verbunden, die die Programme für den einen oder den anderen Schweißparameter bestimmen. Die in den Lochkarten eingestanzten Löcher be-

stimmen die Eins t-e 11 werte aller Schweißprogramm-

parameter für den. gegebenen Schweiß stücktyp.

"Da "Pig. 2 ist jeder Paramter bzw. ;jedes Steuersignal als Pfeil dargestellt, der bzw. das üb .ei* Leitungen von der Programmsteuerung 17 an die entsprechenden Bauelemente angelegt wird.

Beim Übergang zum Schweißen von anderen Schweißstücktypen muß eine lochkarte eingelegt werden, die die neuen Schweißprogrammparameter enthält, welche dem neuen Sehweißstück entsprechen.

Schließlich sind ein Geschwindigkeitsregler 18 und ein Stauchvorrichtungsantrieb 19 vorgesehen, letztere sorgen für den Torschub mit gegebener Geschwindigkeit und das Stauchen des SchweißStückes.

Nachstehend wird die Funktionsweise der Maschine und der Programmeinrichtung erläutert. Beim Einschalten der Schweißmaschine beginnt die bewegliche Spannvorrichtung 2 sich langsam mit dem Schweißstück in Richtung der feststehenden Spannvorrichtung 1 zu verschieben. Der Spannungsregler 7 ist vorerst außer Betrieb. Das Abbrennen • (Abschnitt T ) beginnt, sobald sich die Stirnflächen der

66-98 11/0007 ■ '

■ - 8 -

Schweißstücke berühren. Der Schweißstrom wächst parallel mit dem Abbrennen der Unebenheiten an den Schweißstückstirnflächen. Die an den Strom-' wandler 8 angeschlossene Meßeinheit 9 führt der Programm-Starteinheit 10 ein Signal zu. Letztere mißt den Integralwert· des Schweißstromes während einer bestimmten Zeitspanne und leitet das Startsignal dem Eingang des elektronischen Zeitrelais 11 zu, das mit dem Abzählen des ersten Programmabschnitts beginnt. Durch die Starteinheit 10 wird somit der seiner Dauer nach unbestimmte Zeitabschnitt zum vorläufigen Abbrennen beim Glätten der SchweißStückstirnflächen von dem eigentlichen Schweißzyklus abgetrennt.

lach der Zeitspanne T- gibt das Relais 11 ein Signal zur Programm-Spannungssteuerschaltung 14 zum Einschalten des Spannungsreglers 7 ab. Gleichzeitig wird ein Signal zum Anschalten des Relais 12 abgegeben, das die zweite Periode Tp festlegt, in welcher die bewegliche Spannvorrichtung 2 mit konstanter Geschwindigkeit verstellt wird, während die Spannung an den Schweißmaschinenbacken gemäß dem vorgegebenen Programm geändert wird.

Am Ende des zweiten Abschnitts, d.h. im Zeitpunkt tp, gibt

6S9811/0GQ7

das Relais 12 das Signal zur programmäßigen Geschwindigkeitssteigerung "beim Verstellen der "beweglichen Spann- , * vorrichtung vor dem Stauchen. Gleichzeitig wird ein Startsignal einem Zeitrelais 13 zugeführt, das in bestimmten Zeitpunkten nachstehende Befehle gibt; im Zeitpunkt t~ zum Stauchen beim Stromdurchgang, im Zeitpunkt t» zum Ausschalten der Netzspannung und im Zeitpunkt t,-zur Umschaltung der Relais 11 und 12 in die Ausgangsstellung.

Die Spannungs-Steuerschaltung 14 und die Geschwindigkeits-Steuer schaltung 15 arbeiten beide nach dem Prinzip der Änderung des inneren TriodenwiderStandes beim Entladen des Kondensators im Steuerstromkreis* Die Stauchkraft-Steueranordnung 16 zum Einstellen eines Längsstauchwertes wird durch einen Geber gesteuert, der im Antrieb 19 der Stauchvorrichtung eingebaut ist.

Der Aufbau einer Einheit 10 zur Ansteuerung in der Programmsteuerung 17 ist in der deutschen Patentanmeldung P 14 65 044.3-34 näher erläutert.

669811/0007

Claims

Ausscheidung zu /λ P 4059 ^A

PH 65 044.3-34 -B. MÄ7 1975

Institut elektrosvarki ....

Patentanspruch

Verfahren zum automatischen, programmgeregelten Steuern von Maschinen für die Widerstandsstumpf schweißung mit Kaltabbrenrischweißung, "bei dem der Schweißzyklus in aufeinanderfolgende Zeitabschnitte aufgeteilt ist, die miteinander zu verschweißenden Werkstücke zuerst mit konstanter Geschwindigkeit gegeneinander, später mit erhöhter Geschwindigkeit gegeneinander bewegt und anschließend gestaucht werden, dadurch gekennzeichnet , daß in einem Vorbereitungsschritt bei konstanter Geschwindigkeit eine Spannung angelegt wird, deren Größe für den Beginn des Abbrennens und das Einebnen der kalten Stirnflächen der Werkstücke ausreicht, das Ende des Vorbereitungsabschnitts durch Messung des " Integralwerts des Schweißstromes bestimmt wird, der dem Beginn des Abbrennens auf den gesamten Stirnflächen der zu versehweißenden Werkstücke entspricht, daß während einem danach folgenden ersten Abschnitt Spannung.und

809011/0007

Yorschubgeschwindigkeit auf den Werten des Yorbereitungsabschnitts gehalten werden, während die Häuer dieses ersten Abschnitts in Abhängigkeit von den Ausmaßen und der Form der Werkstücke so gewählt wird, daß eine gleichmäßige Erwärmung der gesamten zu schmelzenden Oberfläche gewährleistet ist, daß in einem zweiten Abschnitt die Yorsehubgeschwindigkeit auf dem gleichen Wert gehalten und die Spannung auf einen Wert erniedrigt wird, bei dem ein stetiges Schmelzen bei erhöhter Stromdichte erfolgt, daß in einem dritten Abschnitt gleichzeitig mit der Erhöhung der Yorsehubgeschwindigkeit die Spannung erhöht wird, wonach in einem vierten, die LängsStauchung bewirkenden Abschnitt der Hub der Spannvorrichtung und die Stromflußdauer vorgegeben sind.

669-811/0007