Системы управления формированием сварочного соединения при электродуговой сварке

• Автор: Рощупкин, Эдуард Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 177 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
I Современные системы управления формированием сварочного соединения и постановка задачи исследования

1.1. Определение класса исследуемых объектов автоматизации и актуальность работы.

1.2. Требования к формированию сварочных соединений

1.3. Влияние режима сварки на форму и состав соединения

I 4. Постановка задачи исследования

2. Разработка структуры и математического описания систем формирования

сварочного соединения

2.1 Разработка структуры системы формирования сварочного соединения

2.2. Разработка математической модели системы формирования сварочного соединения.

2.3. Математическое описание звеньев системы управления
2.4. Экспериментальные исследования процесса сварки и адекватность
модели.
Выводы.
3. Применение теории цифровой обработки сигналов для выделения полезной информации из кривой сварочного тока.
3.1. Реализация цифровых фильтров
3.2. Разработка структуры цифровых фильтров первого порядка.
3.3. Разработка структуры и расчет параметров цифровых фильтров второго порядка
3.4. Гармонический анализ сварочного тока и формирование управляющих
сигналов .
Выводы.
4. Разработка структур автоматических систем формирования
сварочного соединения
4.1 Разработка структуры автоматической системы формирования сварочного соединения с учетом коротких замыканий.
4.2. Разработка структуры автоматической системы формирования сварочного соединения с учетом коротких замыканий и криволинейности стыка.
4.3. Разработка структуры автоматической системы формирования сварочного
соединения с изменяемой структурой.
Выводы
5. Практическая реализация микропроцессорной системы формирования сварочного соединения
5.1. Разработка структурной схемы микропроцессорной системы формирования сварочного соединения
5.2. Разработка принципиальной схемы контроллера системы формирования сварочног о соединения на базе однокристальной микроЭВМ
5.3. Отладка микропроцессорной системы формирования сварочного соединения.
5.4. Работа с системой формирования сварочного соединения
5.5. Руководство по работе с системой обработки информации верхнего
5.6 Результаты испытаний и внедрение системы управления формированием
сварочного соединения..
Основные результаты работы.
Список литературы


Но и в этом, случае программирование из-за отсутствия информации о результатах управления не позволяет получить качественных сварных соединений при технологических возмущениях. Управление процессом сварки по заранее заданной программе в этом случае приемлемо лишь тогда, когда- либо свариваемый стык имеет постоянную кривизну, либо технологический процесс вполне отработан, а качество сборки под сварку от изделия к изделию не меняется. Если же эти условия не соблюдаются, то систему управления необходимо оснащать датчиками, дающими информацию об истинном состоянии процесса. Сигналы этих датчиков должны использоваться для коррекции программы непосредственно в ходе сварки. Такие системы можно отнести к системам гибкого программного управления. Наиболее совершенными из них будут такие системы, в которых косвенным или прямым путем контролируется конечный результат процесса сварки - качество сварного соединения. С использованием принципов программного управления фирмой Letline Engineering Inc. Контроллер обеспечивает управление положением сварочной горелки и изделия, запись и воспроизведение до 0 сварочных программ. Система программирования осуществляет постоянный мониторинг параметров режима сварки с возможностью их корректировки при отклонении от заданных значений. Программирование траектории перемещения сварочной горелки по координатным осям позволяет производить многопроходную сварку швов различной конфигурации. В работе /0/ представлена система программного управления роботом для многопроходной сварки конструкций из стали с горизонтальным расположением сварных соединений. В отличие от других роботов, разработанная конструкция дает возможность выполнять многопроходную сварку коротких швов, расположенных в горизонтальном положении, например, при сварке балок с колоннами. Роботизированная система включает в себя компактный робот е четырьмя осями перемещения и зоной обслуживания, ограниченной координатами X - 0 мм, У - мм, Z - 0 м, устройство управления на базе персонального компьютера и специализированную сварочную установку с источником питания на 0 А. Разработанная фирмой Selcom (США) // система Seam Finder для отслеживания соединения при роботизированной дуговой сварке вначале до зажигания дуги осуществляет поиск свариваемого стыка, после чего ведет горелку с уже зажженной дугой вдоль него в соответствии с запрограммированной ранее траекторией. Система обеспечивает погрешность наведения электрода на стык не более ±0,4 мм. В отличие от предыдущих, система обеспечивает сварку в двух плоскостях и, в частности, используется фирмой SAAB при сварке сидений автомобиля. Комплексное оснащение автоматизированной сварочной установки различными датчиками рассмотрено в работе //. Здесь описаны особенности применения механических и лазерных датчиков, систем управления на базе телевизионной камеры и другие устройства. В работе также рассмотрены достоинства сварки вращающейся дугой, которая обеспечивает повышение скорости сварки в полтора раза по сравнению с обычной сваркой плавящимся электродом. Проведено сравнение кривых сварочного тока при различной частоте колебаний конца электрода в пределах от 1,5 до Гц. Исследован механизм формирования углового соединения при сварке с вращением и без вращения конца электрода. Высокоскоростное вращение электрода обеспечивает получение наплавленного металла без наплывов и подрезов и улучшение свариваемости металла. Рассмотрен механизм, обеспечивающий вращение конца электрода. Сварочная установка оснащена роботом для дуговой сварки -АР со специальной сварочной горелкой и источником сварочного тока инверторного типа. Перспективным и быстроразвивающимся в настоящее время направлением в области автоматического управления движением сварочной головки вдоль линии соединения деталей является использование самой сварочной дуги в качестве датчика стыка. Такой подход позволяет контролировать положение конца электрода непосредственно в зоне сварки и избавиться от достаточно громоздких и ненадежных датчиков линии соединения деталей.