Компьютерное управление процессом и стабилизация формирования соединений при контактной точечной сварке

• Автор: Герасимов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 209 с. : ил.

Аннотация
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния систем управления контактной точечной сваркой

1.1. Описание контактной сварки как объекта управления

1.2. Обзор методов управления контактной точечной сваркой

1.3. Роль ЭВМ в диагностике и управлении контактной сваркой

1.4. Упрощение аппаратной части систем управления контактной

сваркой и повышение их помехозащищённости

1.5. Задачи исследований

Глава 2. Взаимосвязь характеристик контактных сварочных машин с электрическими и тепловыми процессами
2.1. Построение математической модели работы тиристорного контактора
2.2. Зависимость действующего значения сварочного тока от угла включения тиристоров а на конкретной сварочной машине
2.3. Методика расчётного определения установок фазной регулировки при контактной точечной сварке на машинах
переменного тока
2.4. Расчётное определение коэффициента мощности контактной сварочной машины при осуществлении автоматического управления процессом сварки
2.5. Экспериментальное определение электрических характеристик вторичного контура контактной сварочной машины

2.6. стабильность и саморегулирование процесса контактной точечной
сварки в зависимости от параметров контактной сварочной машины
Выводы по второй главе
Глава 3.Компьютерная диагностика и управление тепловыми процессами при контактной точечной сварке
3.1. Построение исследовательского комплекса управления контактной сваркой от ЭВМ
3.2. Согласование работы контактной сварочной машины
и блока цифрового ввода-вывода
3.3. Работа программы управления комплексом сварки
3.4. Компьютерная диагностика тепловыделения в сварочном промежутке
3.5. Разработка алгоритма управления контактной точечной сваркой
Выводы по третьей главе
Глава 4. Компьютерное управление тепловыделением при контактной точечной сварке
4.1. Управление тепловыделением
в условиях возмущающих факторов
4.2. Практическое управление тепловыделением
Выводы по четвёртой главе
Общие выводы
Библиографический список

АННОТАЦИЯ

Актуальность темы
Контактная точечная сварка получила значительное распространение во многих отраслях промышленности благодаря высокой производительности, простоте автоматизации основных и вспомогательных операций и хорошему внешнему виду выполняемых соединений. Отраслью промышленности, где использование контактной точечной сварки достигает 90 %, является автомобилестроение.
Получение стабильного качества требует строгого соблюдения требований технологического цикла (подготовка заготовок, обработка их поверхностей перед сваркой, поддержание постоянных параметров режима сварки и др.) и учёта действующих возмущающих факторов (колебание напряжения в сети, износ электродов и старение вторичного контура, внесение в него ферромагнитных масс). Такой комплексный контроль требует значительных затрат, что делает необходимым внедрение систем автоматического управления, корректирующих протекание процесса сварки в зависимости от измеренных значений параметров обратной связи.
Вопросам повышения стабильности качества контактной сварки посвятили свои работы В.И. Махненко, В.А. Судник, A.A. Чакалев, Ф.А. Аксельрод, Ю.Е. Иоффе, H.H. Рыкалин, Б.Д. Орлов, П.Л. Чулошников,
A.C. Гельман, Д.С. Балковсц, К.А. Кочергин, К.К. Хренов, Thomas.W. Eagar,
H.S. Cho, K.I. Johnson, S.A. Gedeon, D.W. Dickinson и др.
При построении систем управления в качестве возможных параметров обратной связи выступают как электрические (ток во вторичном контуре, падение напряжения на электродах, сопротивление участка электрод-электрод), так и физические (тепловое расширение металла, тепловое излучение с поверхности свариваемых деталей) величины, измеряемые в основном со стороны вторичного контура сварочной машины. Основной упор делается на

3) существует возможность детальной записи и последующего замедленного воспроизведения необходимого потока данных, получаемого при сварке на экспериментальной установке;
4) для подключения ЭВМ не требуется модернизации устройства самой сварочной машины.
Использование ЭВМ для управления процессом контактной сварки так же требует задания параметров обратной связи, построения математических зависимостей показателей качества сварки от этих параметров и законов изменения управляющего воздействия в зависимости от значений измеренных параметров.
1.4. Упрощение аппаратной части систем управления контактной сваркой и повышение их помехозащищённости
Использование в системах автоматического управления для организации обратной связи таких электрических параметров, как ток сварки, падение напряжения на электродах и сопротивление участка «электрод-электрод» делает необходимым работу с аналоговыми сигналами, сложности измерений которых при контактной были сварке рассмотрены выше. Упрощения систем управления контактной сваркой и повышения их помехозащищённости можно добиться при оценке величины тока по одному из косвенных параметров, в качестве которого целесообразно использовать длительность Л включенного состояния тиристоров, измерение её реализуется при помощи простейших технических средств [182].
В настоящее время отслеживание поведения тиристорного контактора используется для параметрической стабилизации сварочного тока в условиях колебаний напряжения питающей сети [30, 31, 35], при этом происходит измерение в каждом периоде величины Л и вычисление угла а открытия