Способ контроля процесса контактной точечной сварки Советский патент 1991 года по МПК B23K11/24 

sln(un+d-y0-sln(a-p

0приО (2)

при A t 10 мс,

5

е i - мгновенное значение тока в относительных единицах; (О - круговая частота; а -угол включения силовых тиристо- 1f)

ров;

р- угол сдвига между напряжением и током;. А - длительность импульса сварочного тока, определяемая из условий I . ,„ Среднее значение тока Т4

/ i dt ,(3)

Irt

а действующее

т

u./l j(i;)dt

(4)

Расчетная зависимость К (А) от А для р 20-80° представлена в таблице.

При этом погрешность определения др по выражению (1) не превышает 0,45%.

Устройство для реализации способа содержит сварочную машину , датчик 2 тока, усилитель-ограничитель 3, элемент И 4, генератор 5, счетчик 6 импульсов, первый интегратор 7, второй интегратор 8, аналого-цифровой преобразователь 9, однокристальную мккроЭВМ 10, постоянное запоминающее устройство 11, индикатор 12 и пульт 13 управления, Датчик 2 тока входом подключен к выходу сварочной машины 1, а выходом - к первому входу первого интегратора 7, выход которого подключен к первому входу второго интегратора 8 и входу усилителя-ограничителя. Выход второго интегратора 8 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 9, выход которого соединен с первым входом однокристальной микроЭВМ 10, первый выход которой соединен с вторыми входами первого и вто- рого интеграторов 7 и 8. Выход усилителя- ограничителя 3 соединен с первым входом элемента И 4, вторым входом соединенного с генератором 5, а выходом 4 - с первым входом счетчика б импульсов. Второй вход .счетчика 6 импульсов соединен с вторым выходом микроЭВМ 10, а выход - с вторым входом микроЭВМ 10. Третий выход микро- ЭВМ 10 соединен с выходом индикатора 12, а трэтий и четвертый входы соединены соответственно с выходом постоянного запоминающего устройства 11 и выходом пульта управления.

Устройство работает следующим образом.

До сварки с пульта 13 управления задаются допустимые границы изменения действующего значения сварочного тока. Во время сварки сигнал, пропорциональный производной сварочного тока сИсв

dt

(фиг.2), с выхода датчика 2 тока пода„

0

5

л

„ „-. K п .

ется на первый вход пеозого интегратора 7, на выходе которого получаете сигнал, пропорциональный мгновенному значению сварочного тока IGB. В момент времени to на выходе усилителя-ограничителя 3 формируется сигнал логической единицы, а в момент времени ti окончания импульса тока ice формируется сигнал логического нуля. Длительность этого импульса А пропорциональна длительности импульса I ев тока: А 11 t о.

С выхода усилителя-ограничителя 3 этот импульс поступает на второй вход элемента И 4, на первый вход которого поступают импульсы частотой foe с выхода генератора 5, На выходе элемента И 4 во время протекания импульса сварочного тока формируется серия импульсов, количество которых пропорционально времени А: N f0 A .

После окончания импульса тока микро- ЭВМ считывает на выходе счетчика 6 код, пропорциональный его деятельности, и на выходе интегратора 8 с помощью А1ДП 9 напряжение, пропорциональное среднему значению импульса, а затем сбрасываются в нуль счетчик 6 и интегратор 8. Далее микроЭВМ ТО по длительности А выбирает из ПЗУ 11 коэффициент пересчета К (А) и вычисляет действующее значение сварочного тока 1др по формуле (1).

Вычисленное значение др сравнивается с допустимыми границами в которых может находиться действующее значение сварочного тока. В случае отклонения измеренного действующего значения сварочного тока от заданных допустимых границ микроЭВМ выдает на индикатор 12 сигнал о нарушении процесса контактной точечной сварки. После этого система готова крнтро- лю следуют..это. импульса тока.

Способ был реализован в микропроцессорной системе управления процессом для машин контактной сварки переменным током на основе однокристальной микроЭВМ типаКМ18168Е48.

При испытании были получены следующие значения:

Icp 13,1 кА ,8мс.

Из таблицы К (А) 1,178.

Действующее значение сварочного тока по формуле (1) 1др 15,43 кА.

Дли проверки результата измерения было проведено вычисление точного значения

/ 9 % t4 .л, г

/т

При этомотносительная погрешность определения 1Др составила

5 . юо% - 0,19%

АР

20 ствующее значение сварочного тока др рассчитывают по формуле

др

(Я)

Icp

Благодаря применению расчетной формулы (1) отсутствует составляющая погрешности, связанная с изменением cos p сварочной машины, а следовательно, точность контроля процесса повышается и не 25 где К (А) 2,7328+ 0,79406 А -0,083479 А2 + требуется дополнительного определения истинного значения . При этом определение действующего значения сварочного тока ведется по более простой зависимости.

| Использование способа контроля кон- 30 тактной точечной сварки при изготовлении

I ,ЦС IX -t i v, ( /ww,www / г

+ 0,0056065 А3 - 0,00015856 Я4 - 2,27486 In А, А-длительность импульса сварочного

тока;

1Ср - измеренное среднее значение сварочного тока.

конструкций в самолетостроении, автомобилестроении и других отраслях машиностроительной промышленности позволит сократить время для правильной настройки аппаратуры контроля и управления сварочным оборудованием, повысить точность контроля и качество сварных соединений.

Формула изобретения

Способ контроля процесса контактной точечной сварки, при котором измеряют среднее значение тока сварки, а за параметр контроля принимают действующее значение сварочного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют длительность импульса сварочного тока, а действующее значение сварочного тока др рассчитывают по формуле

где К (А) 2,7328+ 0,79406 А -0,083479 А2 +

др

(Я)

Icp

2,7328+ 0,79

где К (А) 2,7328+ 0,79406 А -0,083479 А2 +

I ,ЦС IX -t i v, ( /ww,www / г

+ 0,0056065 А3 - 0,00015856 Я4 - 2,27486 In А, А-длительность импульса сварочного

тока;

1Ср - измеренное среднее значение сварочного тока.

Фсьг.1

а

8