[go: up one dir, main page]

SU1743765A1 - Method of, and device for, automatic control of resistance welding process - Google Patents

Method of, and device for, automatic control of resistance welding process Download PDF

Info

Publication number
SU1743765A1
SU1743765A1 SU904787735A SU4787735A SU1743765A1 SU 1743765 A1 SU1743765 A1 SU 1743765A1 SU 904787735 A SU904787735 A SU 904787735A SU 4787735 A SU4787735 A SU 4787735A SU 1743765 A1 SU1743765 A1 SU 1743765A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding
input
trigger
digital
output
Prior art date
Application number
SU904787735A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Строев
Николай Иванович Иванов
Александр Николаевич Куликов
Original Assignee
Курский Политехнический Институт
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 Курский Политехнический Институт filed Critical Курский Политехнический Институт
Priority to SU904787735A priority Critical patent/SU1743765A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1743765A1 publication Critical patent/SU1743765A1/en

Links

Landscapes

  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Использование: в контактной сварке малогабаритных деталей с открытой зоной образовани  соединени  в производстве изделий электронной и приборостроительной промышленности. Сущность изобретени : способ автоматического управлени  процессом контактной сварки заключаетс  в измерении снижени  усили  сжати  в контакте свариваемых деталей, сравнении его с эталонным и отключении сварочного тока при достижении их равенства, при этом эталонный уровень снижени  усили  задают в виде наклонной пр мой от начального статического усили  сжати  до нул  в момент времени, определ емом при неуправл емом процессе сварки с минимально возможным значением сварочного тока.Устройство содержит триггер, генератор, регулируемый делитель частоты, счетчики, цифроаналого- вые преобразователи, силоизмерительный датчик, усилитель, схему сравнени , ключ, источник сварочного тока. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.Usage: in contact welding of small parts with an open zone of formation of a joint in the manufacture of products of the electronic and instrument-making industry. SUMMARY OF THE INVENTION: A method for automatically controlling a resistance welding process consists in measuring the reduction in compression force at the contact of the parts to be welded, comparing it with the reference one, and turning off the welding current when they are equal, while setting the reference level for reducing the force as an inclined direct compression force. to zero at the moment of time determined during the uncontrolled welding process with the lowest possible value of the welding current. The device contains a trigger, generator, regulator legal for trade prescaler, counters, tsifroanalogo- stems transducers, force-measuring sensor, amplifier, comparator circuit, a key, the welding power source. 2 sec. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к контактной сварке и может быть использовано преимущественно в производстве изделий электронной техники и приборостроени  при сварке малогабаритных деталей с открытой зоной образовани  соединени .The invention relates to resistance welding and can be used mainly in the manufacture of products of electronic equipment and instrumentation during welding of small parts with an open zone of formation of a joint.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности процесса и качества сварки .The aim of the invention is to improve the process stability and quality of welding.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства , реализующего способ управлени ; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие сущность данного способа.FIG. 1 is a block diagram of a device implementing a control method; in fig. 2 - diagrams explaining the essence of this method.

Устройство содержит последовательно соединенные силоизмерительный датчик 1, измерительный усилитель 2, схему сравнени  3, электронный ключ 4, источниксвароч- ного тока 5. Кроме того, устройствоThe device contains serially connected force-measuring sensor 1, measuring amplifier 2, comparison circuit 3, electronic switch 4, welding power source 5. In addition, the device

содержит последовательно соединенные генератор 6, регулируемый делитель частоты 7, вычитающий счетчик 8 и первый цифроа- налоговый преобразователь 9, триггер 10, последовательно соединенные суммирующий счетчик 11 и второй цифроаналоговый преобразователь 12, а также синхронизатор 13, причем выход первого цифроаналогово- го преобразовател  9 соединен с вторым входом схемы сравнени , а вход опорного напр жени  с выходом второго цифроана- логового преобразовател  12, вход суммирующего счетчика 11 подключен к выходу генератора 6, входы установки в ноль и единицу триггера 10 св заны соответственно с выходами схемы сравнени  3 и синхронизатора 13, пр мой и инверсный выходы триггера 10 подключены соответственно кcontains a series-connected generator 6, an adjustable frequency divider 7, a subtracting counter 8 and a first digital-to-digital converter 9, a trigger 10, a series-connected summing counter 11 and a second digital-to-analog converter 12, and a synchronizer 13, with the output of the first digital-to-analog converter 9 connected with the second input of the comparison circuit, and the input of the reference voltage with the output of the second digital-to-analog converter 12, the input of the summing counter 11 is connected to the output of the generator 6, the installation inputs in zero and one trigger 10 are connected respectively with the outputs of the comparison circuit 3 and the synchronizer 13, the direct and inverse outputs of the trigger 10 are connected respectively to

-H

ЈGOЈGO

Vs| Vs |

ОABOUT

слcl

входам разрешени  счета суммирующего 11 и вычитающего 8 счетчиков, а входы установки в исходное состо ние единичное дл  вычитающего 9 и нулевое дл  суммирующего 11 счетчиков подсоединены к выходу син- хронизатора 13,the enable inputs of the summing 11 and deducting 8 counters, and the installation inputs to the initial state are one for subtracting 9 and zero for the summing 11 meters are connected to the output of the synchronizer 13,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Свариваемые детали размещают между электродами и сжимают выбранным по режиму усилием. По команде Пуск от сварочной машины синхронизатор 13 устанавливает в исходное состо ние измерительный усилитель 2, триггер 10, вычита- ющий счетчик 8, суммирующий счетчик 11, При этом на всех выходах суммирующего счетчика 11 устанавливаетс  нулевой логический уровень, а на выходе вычитающего счетчика 8 -единичный логический уровень. Сигналы установки в исходное состо ние счетчиков 8 и 11 запрещают их работу. Через интервал времени, достаточный дл  установлени  начального статического усили  сжати , синхронизатор 13 снимает сигнал запрета работы счетчиков, а триггер 10 раз- .решает работу суммирующего счетчика 11, Пр моугольные импульсы с генератора 6 начинают поступать на счетчик 11 и увеличивать его содержимое. Это приводит к уве- личению выходного напр жени  на выходе второго цифроаналогового преобразовател  12, соответственно увеличиваетс  выходное напр жение на выходе первого цифроаналогового преобразовател  9. Это напр жение поступает на один из входов схемы сравнени  3, на второй вход которой через измерительный усилитель 2 поступает сигнал с силоизмерительного датчика 1. При достижении напр жени  на выходе первого цифроаналогового преобразовател  9 величины достаточно близкой, но меньшей , чем величина напр жени  на выходе усилител  2, соответствующа  начальному статическому усилию сжати , срабатывает схема сравнени  3, котора  перебрасывает триггер 10 и открывает электронный ключ 4. Триггер 10 своими выходами запрещает работу суммирующего счетчика 11 и разрешает работу вычитающего 8, при этом суммирующий счетчик 11 становитс  на самоблокировку, а импульсы с генератора 6 через регулируемый делитель частоты 7 начинают поступать на счетчик 8 и уменьшать его содержимое, соответствен- но уменьшаетс  уровень напр жени  на выходе первого цифроаналогового преобразовател  9,The parts to be welded are placed between the electrodes and compressed with the force chosen according to the mode. On a Start command from the welding machine, the synchronizer 13 sets up the measuring amplifier 2, the trigger 10, the subtracting counter 8, the summing counter 11, and all the outputs of the summing counter 11 are set to zero, and the output of the subtracting counter 8 - single logical level. The reset signals of counters 8 and 11 prohibit their operation. After a time interval sufficient to establish the initial static compressing force, the synchronizer 13 removes the signal to prohibit the operation of the counters, and the trigger 10 allows the summing counter 11 to work. The rectangular pulses from the generator 6 begin to flow to the counter 11 and increase its contents. This leads to an increase in the output voltage at the output of the second digital-to-analog converter 12, respectively, the output voltage at the output of the first digital-analog converter 9 increases. This voltage goes to one of the inputs of the comparison circuit 3, to the second input of which through the measuring amplifier 2 the signal goes from the load sensor 1. When the voltage at the output of the first digital-to-analog converter reaches 9, the magnitude is quite close, but less than the voltage at the output of the amplifier 2, Corresponding to the initial static compressive force, the comparison circuit 3 triggers, which flips trigger 10 and opens electronic key 4. Trigger 10 with its outputs prohibits operation of summing counter 11 and enables operation of subtractive 8, while summing counter 11 becomes self-blocking and pulses from generator 6 through an adjustable frequency divider 7, they begin to flow into counter 8 and reduce its content, respectively, the voltage level at the output of the first digital-to-analog converter 9 decreases,

Это напр жение снижаетс  по линейному закону и  вл етс  эталонным. Одновременно с началом работы вычитающего счетчика 8 электронный ключ 4 разрешает работу источника сварочного тока 5.This voltage decreases linearly and is a reference. Simultaneously with the start of operation of the subtracting counter 8, the electronic key 4 allows the operation of the source of welding current 5.

По мере разогрева деталей импульсом сварочного тока (конденсаторным или одно- полупериодным) металл в зоне сварки разм гчаетс  и усилие в контакте свариваемых деталей начинает уменьшатьс  (фиг, 2). При снижении сигнала с датчика до уровн , задаваемого эталонным сигналом с выхода первого цифроаналогового преобразовател , срабатывает схема сравнени  3, котора  своим выходным сигналом перебрасывает триггер 10 и закрывает электронный ключ 4. Это приводит к запрещению работы вычитающего счетчика 8 и сварочный ток отключаетс . Суммирующий счетчик не начинает работать до тех пор, пока не будет сброшен с самоблокировки сигналом начальной установки от синхронизатора 13. На этом цикл сварки заканчиваетс . В качестве датчика силы использовалась пьезокерамика ЦТС- 19 диаметром 4 мм, измерительного усилител  - операционные усилители К140УД8, схемы сравнени  - интегральный компаратор 521 САЗ, электронного ключа - микросхема К2184КН1, источника сварочного тока - конденсаторный дозировщик энергии , регулируемого делител  частоты и счетчиков - цифровые микросхемы К155ИЕ6, первого и второго цифроаналоговых преобразователей микросхема К572ПА1, триг- гера - микросхема К155ТМ2, схема генератора и синхронизатора реализована на интегральных микросхемах К155 серии.As the parts heat up with a welding current pulse (capacitor or one-half-period), the metal in the welding zone softens and the force at the contact of the parts being welded begins to decrease (Fig. 2). When the signal from the sensor drops to the level specified by the reference signal from the output of the first digital-to-analog converter, a comparison circuit 3 is triggered, which triggers trigger 10 and closes the electronic switch 4 with its output signal. This leads to the inhibition of the subtractive counter 8 and the welding current is turned off. The totalizing counter does not start until it is reset from self-locking by the initial setting signal from the synchronizer 13. This completes the welding cycle. The PTS-19 piezoceramics with a diameter of 4 mm, the measuring amplifier — operational amplifiers K140UD8, comparison circuits — the integral comparator 521 САЗ, electronic key — K2184KN1 microcircuit, welding current source — capacitor energy meter, adjustable frequency divider, and counters — digital microcircuits were used as a force sensor. K155IE6, first and second digital-to-analogue converters K572PA1 microcircuit, trigger - K155TM2 microcircuit, generator and synchronizer circuit implemented on K155 integrated circuits .

Данный способ и устройство были реализованы в автоматике дл  сварки контактных узлов резисторов типа МЛ Т, оснащенном механизмом сжати  и осадки деталей, конденсаторным дозировщиком энергии сварочного тока, а также системой автоматического управлени  и контрол  качества соединени , состо щей из собственно прибора управлени , электродной оснастки, силоизмерительного датчика, устройств синхронизации и отбраковки. Сва- ривали медную луженую проволоку диаметром 0,6 мм втавр с томпаковыми никелированными колпачками толщиной 0,2 им.This method and device were implemented in automatic equipment for welding contact nodes of resistors of the type ML T equipped with a mechanism for compressing and precipitating parts, a capacitor metering device for welding current energy, and an automatic control and quality control system for the connection, consisting of the control device itself, electrode equipment, force sensor, synchronization and rejection devices. A tin-plated copper tinned wire with a diameter of 0.6 mm was welded with tamping nickel-plated caps 0.2 their thickness.

Начальное статическое усилие сжати  деталей устанавливали равным 6 даН. Параметры импульса сварочного тока были следующие: амплитуда тока - 2,1 кА, врем  нарастани  до максимума -1,5 мс, врем  полного импульса - 4 мс. В основу выбора параметров режима было залov.no выполнение двух условий протекани  неуправл емого процесса сварки при технологических отклонени х в реальном диапазоне:The initial static compressive force of the parts was set to 6 daN. The parameters of the welding current pulse were as follows: the current amplitude was 2.1 kA, the rise time to the maximum was 1.5 ms, and the total pulse time was 4 ms. The basis of the choice of the mode parameters was the hall. No. The fulfillment of two conditions of the uncontrolled welding process with technological deviations in the real range:

нагрев зоны сварки до температуры плавлени  и выплеск расплавленного металла при значении тока, близком к амплитудному;heating the weld zone to the melting temperature and splash of the molten metal at a current value close to the amplitude one;

осадка металла по всей установочной длине вылета проволоки, равной ее диаметРУИспользование импульса тока с большей , чем это необходимо дл  нагрева до сварочной температуры энергией при реальных технологических отклонени х гарантирует отсутствие непровара в соединении. В таком случае задача управлени  процессом сварки сводитс  к предотвращению выплеска расплавленного металла. Это обеспечиваетс  выбором в предварительных экспериментах оптимального угла наклона эталонного уровн  напр жени  и автоматической подстройкой его начального значени .metal deposition along the entire length of the overhang of the wire, equal to its diameter. The use of a current pulse with more than necessary energy to heat the welding temperature with real technological deviations ensures that there is no penetration in the joint. In this case, the task of controlling the welding process is to prevent the splash of the molten metal. This is ensured by the choice in preliminary experiments of the optimum angle of inclination of the reference voltage level and automatic adjustment of its initial value.

Эталонный уровень снижени  усили  сжати  задаетс  в виде пр мой линии, соедин ющей точку, соответствующую величине статического усили  сжати  в начальный момент времени, с точкой, соответствующей моменту времени, при котором усилие сжати  становитс  равным нулю при неуправл емом процессе сварки с минимально возможным значением сварочного тока, гарантирующим получение качественного соединени .The reference level for reducing the compressive force is set in the form of a straight line connecting the point corresponding to the value of the static compressive force at the initial moment of time, with the point corresponding to the point in time at which the compressive force becomes zero during an uncontrolled welding process. current, ensuring a high quality connection.

Воздействие на процесс сварки возмущающего фактора, например увеличение амплитуда тока, при прочих равных услови х приводит к повышению интенсивности нагрева. На осциллограмме процесса (фиг. 2, а) это выражаетс  в том, что усилие сжати  в контакте деталей снижаетс  с большей скоростью (крива  Fa), чем при сварке с заданной амплитудой тока (крива  FI). Соответственно эталонный уровень в виде наклонной пр мой кривой усили  F2 достигаетс  раньше и запас времени дл  срабатывани  исполнительного устройства, отключающего сварочный ток, увеличиваетс . Ток отключаетс  раньше, чем предотвращаетс  выплеск расплавленного металла из зоны сварки.The impact on the welding process of a disturbing factor, for example an increase in the amplitude of the current, ceteris paribus, leads to an increase in the intensity of heating. In the process oscillogram (Fig. 2a), this is expressed in the fact that the compressive force at the contact of parts decreases with greater speed (Fa curve) than during welding with a given current amplitude (FI curve). Accordingly, the reference level in the form of an inclined straight force curve F2 is reached earlier, and the time allowed for the actuation of the actuator switching off the welding current is increased. The current is shut off before the splash of molten metal from the weld zone is prevented.

В другом случае, когда возмущающим воздействием на процесс сварки  вл етс  уменьшение начального статического усили  сжати  (фиг. 2,6), одновременно с изменением усили  мен етс  и угол наклона эталонного уровн  за счет автоматической подстройки его начального значени . Этим обеспечиваетс  своевременное отключение сварочного тока и соответственно снижение веро тности выплекса расплавленногоIn another case, when a disturbing effect on the welding process is a decrease in the initial static compressive force (Fig. 2.6), simultaneously with a change in the force, the angle of inclination of the reference level also changes due to automatic adjustment of its initial value. This ensures timely shutdown of the welding current and, accordingly, reduction of the likelihood of molten melt

металла при сварке на заниженных начальных статических усили х.metal when welding at low initial static forces x.

Использование изобретени  позвол ет существенно повысить стабильность проте- кани  процесса и качество сварных соединений .The use of the invention allows to significantly improve the stability of the process and the quality of welded joints.

Claims (2)

1.Способ автоматического управлени  процессом контактной сварки, заключающийс  в измерении снижени  усили  сжати  в контакте свариваемых деталей, сравнении его с эталонным уровнем и отключении сварочного тока при достижении1. The method of automatic control of the process of resistance welding, which consists in measuring the decrease in the compressive force at the contact of the parts being welded, comparing it with the reference level and turning off the welding current when reaching их равенства, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности процесса и качества сварки, эталонный уровень задают линейно снижающимс  от точки, соответствующей величине статического усили their equality, characterized in that, in order to increase the stability of the process and the quality of welding, the reference level is set to decrease linearly from the point corresponding to the magnitude of the static force сжати  в начальный момент времени, к точке , соответствующей моменту времени, при котором усилие сжати  становитс  равным нулю при неуправл емом процессе сварки с минимально возможным значением сварочного тока.compression at the initial moment of time, to the point corresponding to the point in time at which the compression force becomes equal to zero with an uncontrolled welding process with the lowest possible value of the welding current. 2.Устройство дл  автоматического управлени  процессом контактной сварки, содержащее последовательно соединенные силоизмерительный датчик, измерительный2. A device for automatic control of the process of resistance welding, containing a serially connected load sensor, measuring усилитель, схему сравнени , электронный ключ и источник сварочного тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  стабильности процесса и качества сварки, в него введены синхронизатор, триггер, госледовательно соединенные генератор, регулируемый делитель частоты, вычитающий счетч/к -л первый цифроаналоговый преобразователь , а также последовательно соединенные суммирующий счетчик и второйAmplifier, comparison circuit, electronic key and welding current source, characterized in that, in order to increase the process stability and quality of welding, a synchronizer, a trigger, coherently connected generator, an adjustable frequency divider, a subtractor counter / k -l first digital-analog converter are entered into it , and also consistently connected summing counter and the second цифроаналоговый преобразователь, причем вход суммирующего счетчика подключен к выходу генератора, а выход второго цифроаналогового преобразовател  соединен с входом опорного напр жени  первогоa digital-to-analog converter, the input of the summing counter is connected to the output of the generator, and the output of the second digital-analog converter is connected to the input of the reference voltage of the first цифроаналогового преобразовател , выход которого подключен к второму входу блока сравнени , при этом вход установки в ноль триггера св зан с выходом схемы сравнени , а пр мой и инверсный выходы триггераa digital-to-analog converter, the output of which is connected to the second input of the comparator unit, wherein the input of the setting to zero of the trigger is connected with the output of the reference circuit, and the direct and inverse outputs of the trigger подключены соответственно к входам разрешени  счета суммирущего и вычитающего счетчиков, а выходы синхронизатора соединены с измерительным усилителем, входом установки в единицу триггера, вторым входом источника сварочного тока и входами установки в исходное состо ние - единичное дл  вычитающего и нулевое дл  суммирующего - счетчиков.connected to the resolution inputs of the summing and subtractive counters, respectively, and the synchronizer outputs are connected to the measuring amplifier, the installation input to the trigger unit, the second input of the welding current source and the installation inputs to the initial state - the unit for the subtracting and zero for the totaling - counters.
SU904787735A 1990-01-31 1990-01-31 Method of, and device for, automatic control of resistance welding process SU1743765A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904787735A SU1743765A1 (en) 1990-01-31 1990-01-31 Method of, and device for, automatic control of resistance welding process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904787735A SU1743765A1 (en) 1990-01-31 1990-01-31 Method of, and device for, automatic control of resistance welding process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1743765A1 true SU1743765A1 (en) 1992-06-30

Family

ID=21494275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904787735A SU1743765A1 (en) 1990-01-31 1990-01-31 Method of, and device for, automatic control of resistance welding process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1743765A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110380C1 (en) * 1995-10-31 1998-05-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Компания по автоматизации сварки" Multifunctional tester of parameters of resistance spot welding
RU2404034C2 (en) * 2005-04-20 2010-11-20 Фонтейне Гротнес Б.В. Method and device of welding parts together
RU2507046C1 (en) * 2012-09-10 2014-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-техник" Method of stabilising contact welding current

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1180426, кл. В 23 К 11/10, 1984. Авторское свидетельство СССР №965669, кл. В 23 К 11/24, 1981. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110380C1 (en) * 1995-10-31 1998-05-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "Компания по автоматизации сварки" Multifunctional tester of parameters of resistance spot welding
RU2404034C2 (en) * 2005-04-20 2010-11-20 Фонтейне Гротнес Б.В. Method and device of welding parts together
RU2507046C1 (en) * 2012-09-10 2014-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-техник" Method of stabilising contact welding current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5267120A (en) Relay control apparatus
US4174496A (en) Monolithic solid state power controller
US2463318A (en) Electronic time delay circuit
US3766457A (en) Speed responsive motor starting system
US4076974A (en) Current control device and method
SU1743765A1 (en) Method of, and device for, automatic control of resistance welding process
US3826890A (en) Welding system controller
US3071717A (en) Motor starating circuit
US3999078A (en) Interruption free inverter power supply
US4137503A (en) Phase shifting apparatus
US4171532A (en) Thyristor pulse control circuits
US3745308A (en) Temperature control circuits
US3401312A (en) Solid state time delay after deenergization function circuit
US3372224A (en) Control system for consumable electrode arc melting furnace to raise the electrode upon a power failure
US2428592A (en) Electronic control circuits
US3364295A (en) Control system for vacuum arc furnace
US3952139A (en) Circuit arrangement for supplying electrode melting furnaces
US3188376A (en) Electrode position control in vacuum arc furnace
US2707261A (en) Motor speed reduction device
SU1474787A1 (en) Method of protecting pulsed thyristor dc converter
SU1123802A1 (en) Device for controlling electric arc welding
SU1704979A1 (en) Dc source for arc welding
JP2792085B2 (en) Control method of reactive power compensator
SU1471317A1 (en) Device for control of electric arc furnace electrode movement
US3597575A (en) Solid state heat control and initiating circuit for a resistance welder control