RU2169649C1 - Method for controlling welding on process of body of revolution - Google Patents

Method for controlling welding on process of body of revolution Download PDF

Info

Publication number
RU2169649C1
RU2169649C1 RU2000100733/02A RU2000100733A RU2169649C1 RU 2169649 C1 RU2169649 C1 RU 2169649C1 RU 2000100733/02 A RU2000100733/02 A RU 2000100733/02A RU 2000100733 A RU2000100733 A RU 2000100733A RU 2169649 C1 RU2169649 C1 RU 2169649C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
surfacing
rotation
welding
parameters
revolution
Prior art date
Application number
RU2000100733/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Р. Аманов
А.Р. Шишкин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority to RU2000100733/02A priority Critical patent/RU2169649C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2169649C1 publication Critical patent/RU2169649C1/en

Links

Abstract

FIELD: strengthening or restoration of parts of revolution. SUBSTANCE: method comprises steps of providing optimal mode at cycle with program-controlled revolution number while changing parameters of welding on process by their setting according to rotation angle; determining in addition current angular coordinate of part; comparing it with predetermined value and at their coincidence changing control stimulae according to given program. Invention allows to reduce number of rejected parts due to more accurate control of welding on process with parameters changed during the whole cycle. EFFECT: enhanced quality of welding on process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при наплавке (сварке) деталей вращения для их упрочнения или восстановления на предприятиях различных отраслей промышленности. The invention relates to welding equipment and can be used for surfacing (welding) of rotation parts for their hardening or restoration at enterprises of various industries.

При наплавке малогабаритных деталей вращения остро встает вопрос обеспечения равномерного нагрева, постоянной толщины упрочненного слоя, стабильной глубины проплавления. When surfacing small-sized parts of rotation, the question arises of ensuring uniform heating, constant thickness of the hardened layer, and a stable penetration depth.

Как правило, этого пытаются достичь изменением одного параметра - тока наплавки, что во многих случаях не позволяет получить положительный результат, так как для его получения в течение цикла наплавки часто требуется изменение нескольких параметров, например: скорости вращения детали, условий подвода тепла, расхода присадочного материала и т.д., причем возможно их изменение в различные промежутки времени, соответствующие различным координатам на поверхности детали. As a rule, they try to achieve this by changing one parameter - the surfacing current, which in many cases does not allow to obtain a positive result, since in order to obtain it during the surfacing cycle, it is often necessary to change several parameters, for example: rotation speed of the part, heat supply conditions, filler consumption material, etc., and it is possible to change them at different time intervals corresponding to different coordinates on the surface of the part.

При отладке режимов сварки (наплавки) проводят оптимизацию процесса, которая носит многоступенчатый характер, с периодическим контролем и последующей корректировкой параметров процесса по результатам контроля. Контроль качества наплавленного слоя, в зависимости от требований, может быть визуальным, металлографическим или с применением других способов исследований. When debugging welding (surfacing) modes, the process is optimized, which is multi-stage in nature, with periodic monitoring and subsequent adjustment of the process parameters according to the results of the control. The quality control of the deposited layer, depending on the requirements, can be visual, metallographic or using other research methods.

В случае получения отклонения свойств наплавленного слоя от требуемых необходимо определение координаты дефекта относительно какой-либо известной точки (сечения) на заготовке (например, начало или конец наплавки) для внесения, при необходимости, корректировки в управляющую программу с целью исключения проявления дефекта в дальнейшем. In case of deviation of the deposited layer properties from the required, it is necessary to determine the coordinate of the defect relative to any known point (section) on the workpiece (for example, the beginning or end of surfacing) to make, if necessary, adjustments to the control program in order to exclude the appearance of a defect in the future.

При программировании режимов наплавки деталей вращения по времени, носящем для оператора абстрактный характер, координаты точек изменения параметров наплавки приходится рассчитывать. В том случае, когда скорость в процессе наплавки изменяется, сделать это точно практически невозможно. Приходится находить координату в несколько приближений, а это увеличивает время и брак при наладке, затрудняет работу оператора. When programming the modes of surfacing of parts of rotation in time, which is abstract for the operator, the coordinates of the points of change of the surfacing parameters have to be calculated. In the case when the speed during the surfacing process changes, it is almost impossible to do this for sure. It is necessary to find the coordinate in several approximations, and this increases the time and marriage during commissioning, complicates the work of the operator.

Известен способ автоматической дуговой наплавки, предусматривающий поддержание постоянства скорости вращения наплавляемой детали путем приема сигнала о текущей высоте наплавки, вычисление скорости вращения детали на основе этого сигнала и заранее определенной зависимости между высотой наплавки и окружной скоростью детали, приема результата расчета и регулирования частоты вращения привода детали [1]. A known method of automatic arc surfacing, providing for maintaining a constant speed of rotation of the deposited part by receiving a signal about the current height of the surfacing, calculating the speed of rotation of the part based on this signal and a predetermined relationship between the height of the surfacing and the peripheral speed of the part, receiving the calculation result and adjusting the speed of the part drive [1].

В этом способе подвергают наплавке чашу мельницы, при этом важно обеспечить равномерность толщины наплавки при переменном радиусе наклонной поверхности. Для этого обеспечивают постоянную скорость перемещения горелки относительно изделия, имеющего переменный радиус, что требует периодической регулировки скорости вращения заготовки с учетом вертикального перемещения горелки. In this method, the cup of the mill is surfaced, it is important to ensure uniform thickness of the surfacing with a variable radius of the inclined surface. To do this, provide a constant speed of movement of the burner relative to the product having a variable radius, which requires periodic adjustment of the speed of rotation of the workpiece taking into account the vertical movement of the burner.

В данном способе не учитывается количество вводимого в изделие тепла в зависимости от координаты, хотя очевидно, что для обеспечения равномерного нагрева и глубины проплавления с уменьшением радиуса чаши и постепенным теплонасыщением необходимо изменение количества вводимого тепла. This method does not take into account the amount of heat introduced into the product depending on the coordinate, although it is obvious that a change in the amount of heat introduced is necessary to ensure uniform heating and depth of penetration with decreasing bowl radius and gradual heat saturation.

Известен способ регулирования процесса наплавки деталей вращения, выбранный за прототип, заключающийся в поддержании постоянства скорости вращения двигателя узла вращения заготовки [2]. A known method of regulating the process of surfacing of parts of rotation, selected for the prototype, which consists in maintaining a constant speed of rotation of the engine node rotation of the workpiece [2].

В этом способе предусмотрено дискретное регулирование скорости вращения с обеспечением возможности задания всего двух значений скорости; угол поворота заготовки при этом не учитывается, а управление осуществляется по времени. This method provides for discrete control of the rotation speed with the possibility of setting only two speed values; the angle of rotation of the workpiece is not taken into account, and the control is carried out in time.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в таком усовершенствовании способа регулирования процесса наплавки деталей вращения, которое позволило бы обеспечить соответствие изменяющихся в цикле параметров процесса заданным значениям за счет контроля соответствия и приведения их к этим значениям с повышением точности определения координат точек изменения параметров, сокращением времени на наладку, облегчением работы оператора, уменьшением брака при наладке. The problem to be solved by the claimed invention is aimed at improving the method for regulating the process of surfacing of rotational parts, which would ensure that the process parameters changing in the cycle correspond to the specified values by monitoring compliance and bringing them to these values with an increase in the accuracy of determining the coordinates of the points of change of parameters , reducing setup time, facilitating the work of the operator, reducing marriage during commissioning.

Она решается в способе регулирования процесса наплавки детали вращения, включающем изменение параметров наплавки в зависимости от программно изменяемой скорости вращения детали для обеспечения оптимального режима, в котором определяют текущую угловую координату детали, сравнивают ее значение с заданным и, при их совпадении, осуществляют изменение параметров наплавки по заданной программе. It is solved in a method for controlling the welding part surfacing process, including changing the surfacing parameters depending on the programmable part rotation speed to ensure the optimal mode in which the current angular coordinate of the part is determined, its value is compared with the set one, and, if they coincide, the welding parameters are changed according to a given program.

Задание и изменение параметров по углу поворота позволяет повысить точность их отработки, делает процесс независимым от отклонений скорости вращения детали, облегчает работу оператора при необходимости определения координат точек корректировки параметров процесса, а определение текущей координаты заготовки позволяет определять угловую координату заготовки в текущий момент времени (в реальном масштабе времени). Setting and changing parameters by the angle of rotation allows to increase the accuracy of their development, makes the process independent of deviations of the speed of rotation of the part, facilitates the work of the operator if necessary to determine the coordinates of the points of adjustment of the process parameters, and determining the current coordinate of the workpiece allows you to determine the angular coordinate of the workpiece at the current time (in real time).

Сравнение текущей координаты заготовки с заданной дает возможность привязать управляющее воздействие к угловой координате заготовки, полученной в результате измерения угла поворота заготовки с момента начала наплавки. Comparison of the current coordinate of the workpiece with the given one makes it possible to tie the control action to the angular coordinate of the workpiece obtained by measuring the angle of rotation of the workpiece from the moment of surfacing.

Осуществление изменения параметров наплавки по заданной программе при совпадении значений угловых координат (заданной и измеренной) позволяет упростить программирование параметров наплавки и повысить точность их "привязки" к точкам задания. Carrying out the change of surfacing parameters according to a given program with the coincidence of the values of the angular coordinates (set and measured) allows us to simplify the programming of the surfacing parameters and increase the accuracy of their "binding" to the points of reference.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства, реализующего способ регулирования процесса наплавки деталей вращения. Устройство содержит первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 1, задающий количество наплавляемого порошка, второй ЦАП 2, управляющий скоростью вращения заготовки, третий ЦАП 3, задающий ток основной дуги, четвертый ЦАП 4, задающий ток вспомогательной дуги, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, измеряющий значение тока основной дуги, второй АЦП 6, измеряющий значение тока вспомогательной дуги, третий АЦП 7, измеряющий значение напряжения основной дуги, четвертый АЦП 8, измеряющий значение напряжения вспомогательной дуги, датчик 9 угла поворота вала двигателя, генератор 10 тактовых импульсов напряжения основной дуги, четвертый АЦП 8, измеряющий значение напряжения вспомогательной дуги, датчик 9 угла поворота вала двигателя, генератор 10 тактовых импульсов, первый счетчик 11 импульсов, второй счетчик 12 импульсов, устройство 13 цифрового ввода/вывода для шины ISA, компьютер 14 PC. Устройство 13 цифрового ввода/вывода размещено внутри компьютера и устанавливается в слот (разъем) ISA. Остальные устройства могут конструктивно располагаться как внутри компьютера (на плате устройства 13 цифрового ввода/вывода), так и вне его, в зависимости от их конструктивного исполнения. В качестве устройства 13 может использоваться, например, плата цифрового ввода/вывода PCL-720, в состав которой, помимо собственно цифровых входов и выходов, входит также дешифратор адреса и буферизированная шина, позволяющая подключать различные цифровые устройства с 8-разрядной шиной данных. На плате также имеется пустое монтажное поле, позволяющее устанавливать (паять) различные микросхемы. Генератор 10 тактовых импульсов представляет собой генератор с кварцевым резонатором, а счетчики 11 и 12 - программируемые таймеры типа 580ВИ53. В качестве датчика 9 угла можно использовать, например, оптический датчик угол-код ВЕ-178А5 Z=1000, формирующий 1000 импульсов на один оборот. Этот датчик имеет отдельный выход, дающий нулевую метку (один импульс на оборот), который подключен к цифровому входу платы PCL-720. Перед началом работы компьютер включает вращение детали и постоянно следит за цифровым входом "нулевой метки", появление импульса на этом входе используется для начальной привязки угла поворота заготовки. The proposed method is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device that implements a method for regulating the process of surfacing of parts of rotation. The device contains a first digital-to-analog converter (DAC) 1, specifying the amount of deposited powder, a second DAC 2, controlling the speed of rotation of the workpiece, a third DAC 3, setting the current of the main arc, a fourth DAC 4, setting the current of the auxiliary arc, the first analog-to-digital converter (ADC) 5, measuring the value of the main arc current, the second ADC 6, measuring the value of the auxiliary arc current, the third ADC 7, measuring the voltage value of the main arc, the fourth ADC 8, measuring the value of the auxiliary arc voltage, sensor 9 angles of rotation of the motor shaft, a generator of 10 clock pulses of the main arc voltage, the fourth ADC 8 measuring the value of the auxiliary arc voltage, a sensor 9 of the angles of rotation of the motor shaft, a generator of 10 clock pulses, the first counter of 11 pulses, the second counter of 12 pulses, digital input device 13 I / O for ISA bus, PC 14 PC. The digital input / output device 13 is located inside the computer and is installed in the ISA slot. The remaining devices can be structurally located both inside the computer (on the circuit board of the digital input / output device 13) and outside it, depending on their design. As the device 13, for example, a PCL-720 digital input / output board can be used, which, in addition to the digital inputs and outputs, also includes an address decoder and a buffered bus that allows you to connect various digital devices with an 8-bit data bus. The board also has an empty mounting field that allows you to install (solder) various microcircuits. The clock generator 10 is a crystal oscillator, and counters 11 and 12 are programmable timers such as 580VI53. As the angle sensor 9, you can use, for example, an optical sensor angle code BE-178A5 Z = 1000, which generates 1000 pulses per revolution. This sensor has a separate output giving a zero mark (one pulse per revolution), which is connected to the digital input of the PCL-720 board. Before starting work, the computer turns on the rotation of the part and constantly monitors the digital input of the “zero mark”, the appearance of a pulse at this input is used to initialize the angle of rotation of the workpiece.

Способ осуществляется следующим образом. Перед началом работы технолог создает таблицу-файл, в которой первая колонка - это значения угла поворота детали в точках аппроксимации, а другие колонки - это значения управляемых параметров в узловых точках - задание порошка, скорости вращения, токов основной и вспомогательной дуг. При запуске управляющей программы производится аппроксимация данных из файла-таблицы и заранее рассчитываются коэффициенты аппроксимирующих выражений. Для уменьшения влияния помех на погрешность измерения время преобразования АЦП 5, 6, 7 и 8 выбирается кратным частоте сетевых помех и, в случае использования 50 Гц сетевых блоков питания без промежуточного преобразования частоты, выбирается равным 20 мс. The method is as follows. Before starting work, the technologist creates a table-file in which the first column is the values of the angle of rotation of the part at the approximation points, and the other columns are the values of the controlled parameters at the nodal points - the task of the powder, rotation speed, currents of the main and auxiliary arcs. When the control program is launched, the data from the table file is approximated and the coefficients of the approximating expressions are calculated in advance. To reduce the influence of interference on the measurement error, the ADC conversion time of 5, 6, 7, and 8 is selected as a multiple of the frequency of the network noise and, in the case of using 50 Hz network power supplies without intermediate frequency conversion, it is selected equal to 20 ms.

Счетчик 12 программируется в режим делителя частоты, а коэффициент деления его задается таким образом, чтобы на его выходе генерировались импульсы, период которых превышает время преобразования АЦП, например 25 мс - 40 Гц. Запас по времени необходим, для того чтобы компьютер успел после считывания данных из АЦП провести все вычисления до следующего запуска АЦП, а само значение запаса определяется быстродействием компьютера и сложностью вычислений. Например, если частота генератора 10-1 МГц, то коэффициент деления устанавливают равным 25000, что приводит к генерации прерываний с частотой 40 Гц в компьютере. Номер прерывания выбирают исходя из конфигурации компьютера и установленных в нем ресурсов. Таким образом, каждые 25 мс в компьютере вызывается подпрограмма обработки прерывания, в которой осуществляется:
- чтение содержимого счетчика 11 и расчет по его содержимому текущего угла поворота заготовки;
- чтение содержимого АЦП 5, 6, 7 и 8 и расчет текущих значений соответствующих параметров наплавки;
- вычисление новых значений токов, скорости вращения и количества порошка по заранее определенным аппроксимирующим выражениям для нового значения угла поворота;
- занесение соответствующих кодов в ЦАПы 1, 2, 3 и 4,
- проверка соответствия измеренных значений значениям, вычисленным для данного текущего угла, и, в случае недопустимо большого отклонения, сообщения об этом в фоновую программу.
The counter 12 is programmed into the frequency divider mode, and its division coefficient is set so that pulses are generated at its output, the period of which exceeds the ADC conversion time, for example 25 ms - 40 Hz. A time margin is needed in order for the computer to manage all the calculations after reading the data from the ADC before the next launch of the ADC, and the margin itself is determined by the speed of the computer and the complexity of the calculations. For example, if the frequency of the generator is 10-1 MHz, then the division coefficient is set equal to 25000, which leads to the generation of interruptions with a frequency of 40 Hz in the computer. The interrupt number is selected based on the configuration of the computer and the resources installed in it. Thus, every 25 ms, the interrupt processing routine is called on the computer, in which it performs:
- reading the contents of the counter 11 and calculating according to its contents the current angle of rotation of the workpiece;
- reading the contents of the ADC 5, 6, 7 and 8 and calculating the current values of the corresponding surfacing parameters;
- Calculation of new values of currents, rotation speed and amount of powder according to predetermined approximating expressions for a new value of the angle of rotation;
- entering the appropriate codes in the DACs 1, 2, 3 and 4,
- checking the compliance of the measured values with the values calculated for a given current angle, and, in the case of an unacceptably large deviation, reporting this to the background program.

В фоновой программе, при необходимости, производится запись текущих измеренных значений в файл, контроль аварийных цифровых входов (типа авария в блоке питания, отсутствие охлаждения горелки), визуализация на дисплее процесса наплавки в виде графиков задаваемых и измеренных значений. Величина отклонений измеренных значений от задаваемых, при которых наплавка прекращается, задается раздельно для каждого параметра перед началом наплавки в файле конфигурации. In the background program, if necessary, the current measured values are written to a file, the emergency digital inputs are monitored (such as an accident in the power supply, lack of burner cooling), the deposition process is visualized on the display in the form of graphs of the set and measured values. The deviation of the measured values from the set values, at which surfacing is stopped, is set separately for each parameter before surfacing in the configuration file.

При достижении заданного угла поворота наплавка прекращается и производится анализ полученных реальных зависимостей задаваемых параметров. При необходимости корректируются коэффициенты, используемые для перерасчета величин параметров наплавки в коды ЦАПов, т.е. автоматически учитываются возможные отклонения чувствительности ЦАПов, блоков питания, изменения условий наплавки (длины дуги, износа сопла и т.д.). Это позволяет итерационно приближаться к заданным зависимостям параметров наплавки даже в условиях дестабилизирующих факторов. When the specified rotation angle is reached, the surfacing is stopped and the obtained real dependencies of the specified parameters are analyzed. If necessary, the coefficients used to convert the values of the surfacing parameters into DAC codes are corrected, i.e. possible sensitivity deviations of DACs, power supplies, changes in surfacing conditions (arc length, nozzle wear, etc.) are automatically taken into account. This allows iteratively approaching the given dependences of the surfacing parameters even under conditions of destabilizing factors.

Библиография
1. Заявка Японии N 59-167785, кл. В 23 К 9/04, 1994 г.
Bibliography
1. Japanese application N 59-167785, cl. B 23 K 9/04, 1994

2. Proposal - SNMI (Франция) - стр. 16 - 21 Авиньон, 11.10.1990 г. Торговое предложение N 90 EXP 150 16 для "ВАЗ АВТОПРОМИМПОРТ". 2. Proposal - SNMI (France) - pp. 16-21 Avignon, 10/11/1990 Trade offer N 90 EXP 150 16 for "VAZ AUTOPROMIMPORT".

Claims (1)

Способ регулирования процесса наплавки детали вращения, включающий изменение параметров наплавки в зависимости от программно изменяемой скорости вращения детали для обеспечения оптимального режима, отличающийся тем, что определяют текущую угловую координату детали, сравнивают ее значение с заданным и при их совпадении осуществляют изменение параметров наплавки по заданной программе. A method for controlling the welding part surfacing process, including changing the surfacing parameters depending on the programmable part rotation speed to ensure the optimum mode, characterized in that the current angular coordinate of the part is determined, its value is compared with the set, and if they coincide, the surfacing parameters are changed according to the specified program .
RU2000100733/02A 2000-01-10 2000-01-10 Method for controlling welding on process of body of revolution RU2169649C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100733/02A RU2169649C1 (en) 2000-01-10 2000-01-10 Method for controlling welding on process of body of revolution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100733/02A RU2169649C1 (en) 2000-01-10 2000-01-10 Method for controlling welding on process of body of revolution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2169649C1 true RU2169649C1 (en) 2001-06-27

Family

ID=20229297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000100733/02A RU2169649C1 (en) 2000-01-10 2000-01-10 Method for controlling welding on process of body of revolution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2169649C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481930C2 (en) * 2008-06-27 2013-05-20 Линкольн Глобал, Инк. System and method for increasing heat feed to welding points in short-circuited arc welding
US9415458B2 (en) 2007-09-26 2016-08-16 Lincoln Global, Inc. Method to improve the characteristics of a root pass pipe weld

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Proposal SNMI (Франция). Торговое предложение № 90 EXP 150 16 для "ВАЗ АВТОПРОМИМПОРТ". - Авиньон: 11.10.1990, с.16 - 21. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9415458B2 (en) 2007-09-26 2016-08-16 Lincoln Global, Inc. Method to improve the characteristics of a root pass pipe weld
RU2481930C2 (en) * 2008-06-27 2013-05-20 Линкольн Глобал, Инк. System and method for increasing heat feed to welding points in short-circuited arc welding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4884373A (en) Numerically controlled machine tool
RU2169649C1 (en) Method for controlling welding on process of body of revolution
JPH04251549A (en) Dynamic balance correcting method for revolving body and device
CN109277879B (en) Harmonic decomposition-based gear hobbing pitch error on-machine compensation method for large gear
CA1154517A (en) Numerical control servo drive circuit
JP2013031918A (en) Method for controlling machine capable of freely setting combination of drive units
RU2164845C1 (en) Method of control cycle of article rotation surfacing
JP2747060B2 (en) Automatic tool diameter compensation method for laser beam machine
Gao et al. Research on High Precision Angle Measurement and Compensation Technology Based on Circular Grating
JP3783625B2 (en) Control device
Meenakshi Microprocessor based digital PID controller for speed control of DC motor
KR960012413B1 (en) R.p.m. control device
KR890000578B1 (en) Spindle rotational frequency checking machine
JPS63153610A (en) Robot controller
SU562654A1 (en) Automatic control system of the mining machine
JPH0777692B2 (en) Thread cutting method
JPS6332514A (en) Correcting method for ununiform scanning speed of laser printer
JPH0236045A (en) Working method for non-cylindrical work
SU1220730A1 (en) Method of controlling the process of machining
CN116048143A (en) Turntable rotation precision compensation method and system
CA1301494C (en) Method and working machine for producing surfaces of non-circular but regular cross sections
SU570998A1 (en) Unit for monitoring voltage-code, time delay-coden-discharge converters and arithmetic devices manipulating converted codes
JP2646125B2 (en) Laser trimming simulation method
JPH0453662A (en) Work data preparation of nc cam grinding device
JPH06168008A (en) Numerical control system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060111

NF4A Reinstatement of patent