Устройство для измерения и контроля энергии при контактной сварке Советский патент 1981 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к сварке, а именно к оборудованию для контакт- ной стыковой сварки и может быть ис- пользовано в системах контроля и регулирования энергии сварочного процесса в стыкосварочных машинах.

Известно устройство для измерения энергии при стыковой сварке оплавлением, содержащее датчики тока и напряжения сварки, подключенные к умножителю, входные ключи, последовательно с которыми через интегратор подключены выходные К1вочи, выходы которых подключены к элементу ИЛИ. Управляющие в.ходн входных и выходных ключей, а также интеграторов, подключены к коммутатоту tU

К недостаткам этого устройства следует отнести то, что оно не может быть использовано для стыковых машин, так как имеет ограниченные возможности управления процессом контактной сварки и не имее выхода на средства цифровой вычислительной техники.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения и контроля энергии при контактной сварке, содержащее датчики напряжения и тока сварки, подключенные на входы блока умножения, выход последнего соединен сЗ интегратором, второй вход которого соединен с блоком сброса, а также i последовательно соединенные согласующие усилители;преобразователь тока в частоту, цифровой частомер, синхронизированный с работой сварочной машины и устройство сравнении, дру10гой вход которого подключен к диф ювому задатчику энергии, а на выходе устройства срабнения получается сигнал для автоматического управления процессом сварки 2.

15

К недостаткам этого устройства, позволяющего измерять энергию процесса контактной сварки, следует отнести то, что применение его для из-t мерения энергии процесса стыковой

20 сварки приведет .к значительной погрешности, связанной с тем, что в KpHBfcix тока и напряжения в процессе сварки появляются высокочастотные выбросы частотой до 3000 Гц, что

25 требует полосы пропускания частот входных сигналов устройства измерения для обеспечения точности хотя бы на порядок выше, т.е. до 30 кГц. Кроме этого, это устройство имеет допол30 кительную погрешность, связанную с

дискретностью отсчета преобразователя тока в частоту следования импульсов.

Цель изобретения - повышение точности отсчета энергии за счет расширения полосы пропускания устройства.

Поставленная цель достигается 5тем, что в устройство для измерения и контроля энергии при контактной сварке, содержащее датчики напряжения и тока сварки, подключенные на входы блока умножения, выход последнего соединен с интегратором, второй вход которого соединен с блоком сброса, а также последовательно соединенные делитель частоты, счетчик с индикацией и схема совпадения, выход ко.торой является входом устройства, другой вход схемы совпадения соединен с цифровым задатчиком энергии, в устройство введены элемент ИЛИ, два формирователя импульсов и компаратор напряжения, при этом последний подключен к интегрирующему блоку и через первый формирователь имппульсов соединен с делителем частоты и одним из входов элемента ИЛИ, два.. входа последнего являются управляющими входами устройства, а его выход соединен с блоком сброса, другой вход элемент - ИЛИ через второй фор-п мирователь импульсов соединен со вторыми входами делителя частоты и счетчика с индикацией.

На чертеже представлено устройство блок-схема,

В устройстве выходы датчика 1 напряжения на стыке и датчика 2 тока сварки соединены со входами блока 3 умножения. Выход блока 3 умножения соединен с первым входом интегрирующего блока 4. Второй вход интегрирующего блока 4 соединен с выходом блока 5 сброса. Выход интегрирующего блока 4 соединен с входом компаратора б напряжения, выход которого соединен С входом формирователя 7 импульсов. Выход первого формирователя 7 импульсов соединен с первым входом схемы ИЛИ 8 и с первым входом делителя 9 частоты. Второй и третий входы схемы ИЛИ 8 соединены с цепями управления, а выход ее создинэн со входом блока 5 сброса. Вход второго формирователя 10 импульсов . соединен с входом И Пуск цепи управления, а его выход соединен со вторыми входами делителя 9 частоты и счетчика 12 с индикацией. Выход делителя 9 частоты соединен с первым входом счетчика 12 с индикацией Выход его с первьтм входом схемы 13 совпадения, второй вход которой соединен с выходом цифрового задатчика 14. Выход схемы 13 совпадения является выходом 15 устройства .

Предлагаемое устройство .работает следующим образом.

Для включения устройства по цепи управления подается сигнал Пуск, ко-, торый через схему ИЛИ 8 и блок 5 сброса разрешает работу интегрирующему бпоку 4, а также через второй. - формирователь 10 импульсов сбрасывает элементы памяти делителя 9 частоты и счетчика 12 с индикацией в нулевое состояние.Сигналы напряжения на стыке и тока сварки подаются с датчиков 1 и 2 на блок 3 умножения Выходной сигнал с блока 3 умножения интегрируется интегрирующим блоком 4 и амплитуда сигнала на его выходе начинает увеличиваться. После сравнения выходного сигнала интегрирующего блока 4 с порогом компаратора

6напряжения компаратор б напряжения запускает первый формирователь

7импульсов, который своим импульсом через схему ИЛИ 8 и блок 5 сброса сбрасывает интегратор интегрирующего блока 4 в нулевое состояние и после исчезнования импульса интегрирующий .блок 4 начинает новый цикл интегрирования. Такой режим работы

5 интегрирующего блока 4 позволяет расширить полосу пропускания частот входных сигналов датчиков 1 напряжение на стыке и 2 тока сварки. Каждому импульсу на выходе первого форn мирователя 7 импульсов соответствует определенная величина энергии уровень которой определяется порогом компаратора б напряжения и постоянной времени интегрирования интегрируе ющего блока 4. Для выбора оптимальных параметров (диапазон, постоянная времени и точность) интегрирующего блока 4 импульсы с выхода первого формирователя 7 импульсов поступают на вход делителя 9 частоты. В этом

0 случае каждому выходному импульсу делителя 9 частоты соответствует энергия, равная удельной энергии, соответствующей одному импульсу на выходе первого формирователя 7 импульсов, умноженной на коэффициент деления делителя 9 частоты. Импульсы с выхода делителя 9 частоты поступают на счетчик 12 с .индикацией и подсчитываются им. Выходной сигнал счетчика 12 с индикацией поступает на схему 13 совпадения , которая сравнивает его с сигналом цифрового задатчика 14 и выдает на выходе 15 уст|зойства сигнал равенства измеренс ной .эн.ёргии заданной. После снятия сигнала Пуск второй формирователь 10 импульсов не запускается, а через схему ИЛИ В и блок 5 сброса интегратор интегрирующего блока 4 сбрасывает в нуль, и информация остается

0 записанной в счетчике 12 с индикацией, это позволяет определить количество энергии, протекающей за время действия импульсов. Для обеспечения памяти сигнала совпадения на выходе 15 необходимо соединить его со вхо