SU737159A1 - Устройство дл управлени процессом контактной точечной сварки - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

1

Изобретение относитс  к обработке и сварке материалов и может быть использовано дл  автоматического контрол  и управлени  группой машин дл  контактной точечной сварки.

Известны системы контрол  и управлени  контактной точечной сварки по физическим и электрическим параметрам режима сварки 1.

Однако известные системы контрол  и регулировани  не предусматривают введение компенсирующих воздействий при разладке и неисправност х сварочного оборудовани .

Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство дл  управлени  процессом контактной сварки, содержащее устройство дл  управлени  сварочной машиной, формирователи, логические .схемы ИЛИ, силовые вентили, редукторы усили  сжати -, схемы сравнени , источники посто нного тока, регистры, блок инверторов , коммутатор, процессор, к одному входу которого подключен выход оперативного запоминающего устройства, а ко второму - выход блока сопр жени , у которого первый

вход соединен с выходо.м аналого-цифрового преобразовател , вход которого подключен к выходу коммутатора аналоговых сигналов , у последнего один вход соединен с выходом датчиков параметров процесса сварки, а другой - со вторым выходом блока сопр жени , ко входу процессора подключен выход устройства прерывани  процессора, вход которого подключен к выходу синхронизатора 2.

° Однако данное устройство позвол ет только контролировать параметры режима сварки и по ним определ ть качество выполненной сварочной точки. Как известно, дефектна  сварна  точка еще не означает

5 брак свариваемой конструкции в целом. Известное устройство не дает оценки прочности всей конструкции. Кроме того, известное устройство не позвол ет предупредить некачественную сварку вследствие разладки и - неисправностей сварочного оборудовани ,

20 недопустимых отклонений параметров режима , падени  напр жени  электрической сети, давлени  воздуха и воды IB магистрал х, к которым подключены сварочные машины. Цель изобретени  - улучшение качества сварных соединений и повышение точности контрол  сварочного оборудовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены блок прив зки к сети, на вход которого подключены фазные напр жени  магистрали электропитани  сварочных машин, а выход которого подключен ко входу устройства прерывани  процессора, датчики напр жени  сети, давлени  воздуха и воды, входы которых подключены , соответственно, к магистрал м питани  сварочных машин электроэнергией и к устройствам стабилизации давлени  воздуха и воды в магистрал х, а выходы - ко входам коммутатора аналоговых сигналов, блок контрол  состо ни  сварочного оборудовани , вход которого подключен к сварочной машине, а выходы - ко входу устройства прерывани  процессора и входу блока сопр жени , блок формировани  команд управлени .сварочным оборудованием, вход которого соединен с выходом блока сопр жени ; аналоговый; и дискретный выходы которого подключены ко входам устройства управлени  сварочной машины, а два других дискретных выхода - ко входам устройства стабилизации давлени  воздуха и воды в магистрал х, а также блок сигнализации прочности сварной конструкции, неисправностей оборудовани  и зачистки электродов, входом соединений с выходом блока сопр жени . Блок прив зки к сети выполнен в виде трех согласователей, на вход каждого из которых подключены фазные напр жени  магистрали электропитани  сварочных машин, а выход каждого соединен со входом одного из трех формирователей, йыходы которых подключены ко входам логической схе .мы ИЛИ, а выход последний соединен со входом устройства прерывани  процессора. Блок контрол  состо ни  сварочного оборудовани  выполнен в виде датчика напр жени , вход которого подключен ко входу электрической силовой части сварочной машины , датчикадавлени  воздуха, вход которого подключен ко входу редукторов, задаюших усилие сжати  привода сварочной маШикы , датчика расхода воды, вход которого включен в цепь о.хлаждени  сварочной машины, датчика температуры, вход которого подключен к корпусам управл емых силовых вентилей сварочной машины, а также четырех согласователей, у которых входы соединены с выходами датчиков напр жени , давлени  воздуха, расхода воды и температуры , а их выходы с первыми входами четы-, рех схем сравнени , вторые входы которых подключены к одному полюсу источника посто нного тока, второй полюс которого заземлен , выходы схем сравнени  подаютс  на входы регистра и входы логической схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом устройства прерывани  процессора, а выход регистра со входом блока сопр жени . Блок формировани  команд управлени  сварочным оборудованием выполнен в виде коммутатора, вход которого соединен с выходом блока сопр жени , а выходы - со входами четырех регистров, выход первого регистра подключен ко входу цифроаналогового преобразовател , выход второго регистра ко входу блока инверторов, выход цифроаналогового преобразовател  и выход блока инверторов подключены ко вхо.й.у устройства управлени  сварочной машины, а выходы третьего и четвертого регистров соединены через согласователи со входами . устройств стабилизации давлени  воды и воздуха в магистрал х. Блок сигнализации прочности сварной конструкции, неисправностей оборудовани  зачистки электродов выполнен в виде сигнального табло, устройства печати и , устройства ввода-вывода - на базе электроннолучевой трубки, входы которых -подключены к выходам коммутатора, вход которого соединен с выходом блока сопр жени . На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  управлени  процессом контактной точечной сварки. Устройство содержит процессор 1, оперативное запоминаюшее устройство 2, блок 3 сопр жени , аналого-цифровой преобразователь 4 и коммутатор 5 аналоговых сигналов , датчики 6 параметров процесса, синхронизатор 7, устройство 8 прерывани  процессора , блок 9 прив зки к сети, датчики напр жени  сети 10, давлени  воздуха И и давлени  воды 12, блок 13 контрол  состо ни  сварочного оборудовани , блок 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием, блок 15 сигнализации прочности сварной конструкции, неисправностей оборудовани  и зачистки электродов. Кроме, того, устройство содержит сварочную маши: ну 16, устройство 17 управлени  сварочной машиной, устройства стабилизации давлени  воздуха 18 и воды 19, магистрали питани  сварочных машин электроэнергией 20, воздухом 21 и водой 22. Блок 9 прив зки к сети состоит из согласователей 23, 24 и 25, формирователей 26, 27 и 28, логической схемы 29 ИЛИ. Блок 13 контрол  состо ни  свароч.чого оборудовани  состоит из датчиков напр жени  30, давлени  воздуха 31, расхода воды 32 и температуры 33, согласователей 34, 35, 36 и 37, схем 38, 39, 40 и 41 сравнени , источника 42 посто нного тока, логической схемы 43 ИЛИ и регистра 44. Блок 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием состоит из коммутатора 45,. регистров 46, 47, 48 и 49, цифроаналогового преобразовател  50, блока 51 инверторов и согласователей 52 и 53. Блок 15 сигнализации прочности сварной конструкции, неисправности оборудовани  и зачистки электродов состоит из сигнального табло 54, устройства 55 печати, устройства 56 ввода-вывода на базе электроннолучевой трубки, коммутатора 57 и пульта 58 задани  режима.

Элементы системы соединены следующим образом.

Один вход процессора 1 соединен с выходом оперативного запоминающего устройства 2, второй - с выходом блока 3 сопр жени , а третий - свыходом устройства 8 прерывани  процессора. Другие выходы блока 3 сопр жени  соединены со входом коммутатора 5 аналоговых сигналов, входом регистра 45 блока 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием и входом коммутатора 57 блока 15 сигнализации прочности сварной конструкции, неисправностей оборудовани  и зачистки электродов, а входы блока сопр жени  3 - с выходом аналого-цифрового преобразовател  4, выходом регистра 44 блока 13 контрол  состо ни  сварочного оборудовани . Вход аналого-цифрового преобразовател  4 соединен с выходом коммутатора 5 аналоговых сигналов, входы которого подключены к выходам датчиков 6 параметров процесса, установленного на сварочной машине 16 и выходам датчиков напр жени  сети 10, давлени  воздуха 11 и давлени  воды 12, входы которых подключены к магистрал м питани  сварочных мащин электроэнергией 20, воздухом 21 и водой 22. Синхронизатор 7 входом соединен с педалью включени  сварки сварочной машины 16, а выходом - со входом устройства 8 прерывани  процесса, к другим входам которого подключены выход логисческой схемы 29 ИЛИ блока 9 прив зки к сети и выход логической схемь 43 ИЛИ блока 13 контрол  состо ни  сварочного оборудовани . На входы согласователей 23, 24- и 25 блока 9 прив зки к сети подключены фазные напр жени  магистрали 20 питани  сварочных машин электроэнергией.

В блоке 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием выходы цифроаналогового преобразовател  50 и блока 51 инверторов соединены со входами устройства 17 управлени  сварочной машины, а выходы согласователей 52 и 53 - со входами устройств стабилизации давлени  воздуха 18 и воды 19, соответственно, последние подключены к магистрал м питани  сварочных машин воздухом 21 водой 22.

В блоке 9 прив зки выходы согласователей 23, 24 и 25 соединены со входами, соответственно , формирователей 26, 27 и 28, а выходы последних - со входами логической схемы 29 ИЛИ..

В блоке 13 контрол  состо ни  сварочного оборудовани  датчик 30 напр жени  входом подключен ко входу электрической силовой части сварочной машины 16, датчик

31давлени  воздуха, входом подключен ко входу редукторов, задающих усилие сжати  привода сварочной машины 16, датчик

32расхода воды, входом включен в цепь

охлаждени  сварочной машины 16 и датчик 33 температуры, входом подключен к корпусам управл емых силовых вентилей сварочной машины 16. Выходы датчиков 30, 31, 32 и 33 соединены, соответственно, со вхоS дами согласователей 34, 35, 36 и 37, а выходы последних - с первыми входами, соответственно , схем 38, 39, 40 и 41 сравнени . Вторые входы схем сравнени  подключены к одному полюсу источника 42 посто нного тока, другой полюс которого соединен с землей. Выходы схем 38, 39, 40 и 41 сравнени  подключены ко входам регистра 44 и входам логической схемы 43 ИЛИ.

В блоке 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием . выходы

j коммутатора 45 соединены со входами регистров 46, 47, 48 и 49. Выход регистра 46 подключен ко.входу цифроаналогового пре-, образовател  50, а выход регистра 47 - ко входу блока 51 инверторов. Выход регистра 48 соединен со входом согласовател  52,

0 а выход регистра 49 - со входом согласовател  53.

В блоке 15 сигнализации прочности сварной конструкции, неисправностей оборудовани  и зачистки электродов входы сигнального табло 54, устройства 55 печати и устройства 56 ввода-вывода на базе электрон . нолучевой трубки соединены с выходами коммутатора 57, на вход которого подключен выход пульта 58 задани  режима.

Устройство работает следующим обра0 зом.

При включении педали сварочной машины синхронизатор 7 формирует сигнал прерывани , который поступает на устройство 8 прерывани  процессора и это устройство переключает процессор I в режим опроса датчиков 6 параметров процесса. Опрос датчиков осуществл етс  в начале каждого периода электрической сети. Синхронизаци  опроса осуществл етс  с помощью блока 9

0 прив зки к сети, который формирует сигналы прерывани  в начале каждого периода напр жени  сети и выдает эти импульсы на вход устройства 8 прерывани  процессора. Дл  этого фазные напр жени  магистрали питани  сварочных мащин электроэнергией

подаютс  на входы согласователей 23, 24 и 25 блока 9, в которых осуществл етс  гальваническа  разв зка электрических цепей и понижение фазных напр жений до 5 В, которые далее вформировател х 26, 27 и 28

JJ блока 9 преобразуетс  в пр моугольные импульсы частотой 50 Гц, длительностью 1. м с и сдвинутые друг относительно друга на 120°. Эти импульсы подаютс  на вход логической схемы ИЛИ и преобразуютс  в импульсы частотой 150 Гц.

Дл  опроса параметров процесса процессор I через блок 3 сопр жени  выдает команды управлени  к,оммутатором 5 аналоговых сигналов дл  последовательного под737159

ключени  датчиков 6 параметров процесса ко входу аналого-цифрового преобразовател  4,с выхода которого числовые значени  показаний датчиков подаютс  через блок 3 сопр жени  в процессор 1. По полученным данным процессор 1 определ ет прочность сварного соединени , требуемую величину коррекции параметров режима дл  предупреждени  дефектов, стабильность обработки заданных параметров режима. Рассчитанные показатели прочности сварного oaDEfliiwewHH - накапливаютс  в оперативном запоминающем устройстве 2, по которым после завершени  сварки конструкции процессором 1 определ етс  прочность конструкции в целом.

Команды управлени  сварочной машиной выдаютс  на объект с помощью блока 14 формировани  команд управлени  свароч ,ным оборудованием. Процессор 1 через блок 3 сопр жени  и коммутатор 45 блока 14 выдает код угла включени  вентилей электрической силовой части сварочной машины на регистр 46 блока 14 и код управлени  электррпневмрклапанами на регистр 47 блока 14 синхронно с импульсами, поступающими с выхода блока 9 прив зки к сети. С регистра 46 блока 14 код угла включени  вентилей с помощью цифроаналогового преобразовател  50 блока 14 преобразуетс  в аналоговый сигнал и далее подаетс  в устройство 17,управлени  сварочной машины в цепь задани  сварочного тока, а с регистра 47 блока 14 ко.цуправлени  электропневмоклапанами подаетс  в блок 51 инверторов блока 14, в котором Off преобразуетс  в сигналы переменного тока и с его выхода - в устройство 17 управлени  сварочной .мащины . Датчик 10 напр жени  сети опрашиваетс  перед: включением сварки дл  анализа Ьозможност  включени  сварки на сварочной машине, от которой поступилсигнал включени  от синхронизатора 7, а также в начале каждого периода электрической сети в процессе сварки дл  стабилизации сварочного тока. Датчик 11 давлени  воздуха и датчик 12 давлени  воды опрашиваютс  в среханем один раз за 10 мин , когда процессор 1 не находитс  в режиме контро-. л  ггараметров процесса, и по показани м этих датчиков определ етс  необходимость стабклйЗацйи давлени  воды и воздуха в магистрал х 21 и 22, соответственно, питающих сварочные машины воздухом и водой. Дл  стабилизации давлени  воздуха и воды процессор 1 через блок 3 сопр жени  и коммутатор 45 блока 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием выдает команды управлений на регистры 48 и 49 блока 14, с выхода которого эти команды в согласовател х 52 и 53 преобразуютс  в сигналы требуемой пол рности, напр жени  и мощности и поДаютс  на входы устройств стабилизации давлени  воздуха 18 и воды 19Сигналы от датчиков напр жени  30. давлени  воздуха 31, расхода воды 32 и температуры 33 блока 13 контрол  состо ни  сварочного оборудовани  согласовател ми 34, 35, 36 и 37 привод тс  в рабочие диапазоны

5 схем 38, 39, 40 и 41 сравнений блока 13. Согласователи 34, 35, 36 и 37 имеют линейную передаточную функцию. На выходе схем 38, 39, 40 и 41 сравнени  блока 13 устанавливаютс  сигналы, соответствующие логической единице, когда сигналы с выходов сого ласователей 34, 35, 36 и 37 уровней меньще напр жени  источника 42 посто нного тока. Получаемьш на выходе схем 38, 39, 40 и 41 сравнени  код состо ни  сварочного оборудовани  запоминаетс  на регистре 44

блока 13, а также анализируетс  логической схемой 43 ИЛИ. При наличии в этом коде хот  бы одной единицы , с выхода логической схемы 43 ИЛИ блока 13 через устройство 8 прерывани  процессора поступает сигнал прерывани  процессора. По этому

0 сигналу процессор 1 через блок 3 сопр жени  опращивает регистр 44. блока 13 и анализирует возникшую неисправность. Информаци  об обнаруженных неисправност х выводитс  на блок 15 си гнализации прочности сварной конструкции, неисправностей оборудовани  и зачистки электродов. Кроме информации о неисправности оборудовани  на блок 15 выдаетс  расчетна  прочность сварной конструкции, котора  определ етс  процессором 1 по массиву рассчитанных показателей качества каждой выполненной сварной точки, а также,команда на зачистку электродов , котора  задаетс  процессором 1 после выполнени  накаждой сварочной машине заранее заданного числа сварных точек. БЛОК 15 работает в различных режимах, ко торые задаютс  через пульт 58 задани  ре- . жима блока 15 необходимым переключением коммутатора 57 блока 15. Коммутатор 57 может переключатьс  в режим вывода информации на сигнальное табло 54, на устQ ройство 55 печати или на устройство 56 ввода-вывода на базе электроннолучевой трубки блока 15. Оперативное, запоминающее устройство 2 служит дл  хранени  уставок программы контрол  и управлени  и результа-. тов промежуточных расчетов. Подключение

5 других сварочных машин осуществл етс  дополнительным, введением в систему блока 13 контрол  состо ни  сварочного оборудовани  и блока 14 формировани  команд управлени  сварочным оборудованием.

Claims (5)

1. Данное устройство позвол ет в процессе сварки непрерывно контролировать техническое состо ние сварочного оборудовани  и в случае возникновени  неисправностей своевременно обнаруживать их и сообщать 5 об этом оператору. Устройство позвол ет непрерывно контролировать напр жение сети , давление воздуха и воды в магистрал х питани  сварочн 1х машин электроэнергией, воздухом и водой и, в зависимости от отклонений этих величин, управл ть режимом сварки и стабилизаторами давлени  воды1 и воздуха в магистрал х. Контроль параметров режима сварки дает возможность определ ть показатели качества каждой сварной точки и по их значени м также регулировать параметры режима. Совокупный анализ качества сварных точек на всей конструкции , который осуществл етс  устройством , позвол ет получить объективную оценку прочности сварной конструкции в целом. Все это позвол ет повысить качество точечной сварки, производительность сварочных работ и упростить техническое обслуживание сварочных машин. Устройство может контролировать и управл ть работой одновременно дес ти и более сварочных машин. Формула изобретени  1. Устройство дл  управлени  процессом контактной точечной сварки, содержащее устройство дл  управлени  сварочной машиной, формирователи, логические схемы ИЛИ, силовые вентили, редукторы усили  сжати , схемы сравнени , иствчники посто нного тока , регистры, блок инверторов, коммутатор, процессор, к одному входу которого подключен выход оперативного запоминающего устройства, а ко второму - выходблока сопр жени , у которого первый вход соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , вход которого подключен к выходу коммутатора аналоговых сигналов, у последнего один вход соединен с выходом датчикой параметров процесса сварки, а другой - со вторым выходом блока сопр жений, ко входу процессора подключен выход устройства прерывани  процессора, вход которого подключен к выходу синхронизатора, ь тличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества сварных соединений и повышени  точности контрол  сварочного оборудовани , в устройство дополнительно введены блок прив зки к сети, на вход которого подключены фазные напр жени  магистрали электропитани  сварочных машин, а выход которого подключен ко входу устройства прерывали  процессора, датчики напр жени  сети , давлени , воздуха, и воды, входы которых подключены, соответственно, к магистрал м , питани  сварочных машин электроэнергией , и к устройствам стабилизации давлени  воздуха и воды в магистрал х, а выходы - ко входам коммутатора аналоговых сигналов, блок контрол  состо ни  сварочного оборудовани , вход которого подключен к сварочной машине, а выходы - ко входу устройства прерывани  процессора и входу блока сопр жени , блок формировани  команд управлени  сварочным оборудованием , вход которого соединен с выходом блока сопр жени , аналоговый и дискретный выходы которого подключены ко входам устройства управлени  сварочной машины, а два других дискретных выхода - ко входам устройства стабилизации давлени  воздуха и воды в магистрал х, а также блок Сигнализации прочности сварной конструкции , неисправностей оборудовани  и зачистки электродов, входом соединенный с выходом блока сопр жени .
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок прив зки к сети выполнен в виде трех согласователей, на вход каждого из которых подключены фазные напр жени  магистрали электропитани  сварочных машин, а выход каждого соединен со входом одного из трех формирователей, выходы которых подключены ко входам логической схемы ИЛИ, а выход последней соединен со входом устройства прерывани  процессора .
3. 3. Устройство по п. I, отличающеес  тем, что блок контрол  состо ни  сварочного оборудовани  выполнен в виде датчика напр жени , вход которого подключен ко входу электрической силовой части сварочной машины, датчика давлени  воздуха, вход которого подключен ко входу редукторов , задающих усилие сжати  привода сварочной машины, датчика расхода воды, вход которого включен в цепь охлаждени  сварочной машины, датчика температуры, вход которого подключен к корпусам управл емых силовых вентилей сварочной машины , а также четырех согласователей, у которых входы соединены с выходами датчиков напр жени , давлени  воздуха, расхода воды и температуры, а их выходы с первыми входами четырех схем сравнени , вторые входы KOTOpbix подключены к одному полюсу источника посто нного тока, второй полюс которого заземлен, выходы схем сравнени  подаютс  на входы регистра и входы логической схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом устройства прерывани  процессора, а выход регистра со входом блока сопр жени :
4. 4. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок формировани  команд управлени  сварочным оборудованием выполнен в виде коммутатора, вход которого соединен с выходом блока сопр жени , а выходы - со входами четырех регистров, выход первого регистра подключен ко входу цифроаналогового преобразовател , выход второго регистра ко входу блока инверторов, выход цифроаналогового преобразовател  и выход блока инверторов подключены ко входу устройства управлени  сварочной Maшины , а выходы третьего и четвертого регистров соединены через согла.сователи со входами устройств стабилизации давлени  воды и воздуха в магистрал х.
5. 5. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок сигнализации прочности сварной конструкции; неисправностей оборудова -- --й й ЗЭТй С1г :и Электродов выполнен в виде сигнального табло, устройства йбЧатй устройства ввода-вывода - на базе электроннолучевой трубки, входы которых подключе нык выходам коммутатора, вход которого

   соединен с выходом блока сопр жени .

   12 .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патон Б. Е., Лебедев В. К. Электрооборудование дл  контактной сварки. М., «Машиностроение , 1969, с. 140-149.

   2.Авторское свидетельство СССР №498128, кл. В 23 К 11/24, 1975 (прототип ).

   --zz..:r:HLr-:z.

   -W J} J 3i ii--3EZi: --, L i