Автоматика та автоматизація зварювальних процесів
Введення
зварювальний автомат електрод
Велике значення в розвитку зварювання в машинобудуванні мала розробка способів автоматичного зварювання. Сучасне обладнання для зварювання дозволяє програмувати режими зварювання.
У другій половині ХХ ст. відбувся перехід від машинно-технічної революції до науково-технічної, яка характеризується широким використанням наукомістких технологій. На початку третього тисячоліття зварювання є одним з провідних технологічних процесів.
Автоматичної системою (системою автоматичного управління, або системою автоматичного регулювання) називають сукупність керованого об'єкта й керуючого пристрою, взаємодіючих між собою відповідно до закону (алгоритмом) управління. Задається на вході необхідне значення регульованої величини називається заданою дією системи.
Рішення задач автоматики слід починати з детального вивчення керованого об'єкта або об'єкта регулювання. Режим роботи, стан об'єкта характеризуються сукупністю фізичних показників (параметрів) і визначаються поточними внутрішніми процесами, на характер яких впливають зовнішні впливи.
1. Саморегулювання дуги з плавким електродом
Особливістю електричних дуг при зварювання плавиться є притаманне їм властивість самовирівнювання енергетичного стану в умовах збурюючих впливів. Це явище називається саморегулюванням дуги (АРДС). Його використання дозволило створити автомати для дугового зварювання з постійною швидкістю подачі електродного дроту без застосування спеціальних регуляторів.
На малюнку 1 наведені ВАХ джерела живлення 1 і статична характеристика дуги 2, рівність струмів і напруг має місце в двох точках - А1 і А2.
Малюнок 1 - Зовнішня характеристика джерела живлення (1) і вольтамперная характеристика дуги (2)
Для стійкого горіння дуги вольтамперная характеристика джерела живлення повинна бути більш крутопадающей, ніж вольтамперная характеристика дуги.
2. Управління швидкістю обертання електроприводів
У механізмах подачі електродного дроту в зварювальних напівавтоматах і автоматах і механізмах переміщень автоматів переважно застосовуються електродвигуни постійного струму. Керувати швидкістю двигуна можна трьома способами: зміною напруги, що підводиться, потоку, опором ланцюга якоря. Включення додаткового опору в ланцюг якоря призводить до отримання падаючої механічної характеристики приводу (із зростанням навантаження на валу швидкість обертання двигуна падає), що неприйнятно в зварювальних установках.Управленіе швидкістю зміною величини магнітного потоку також у зварювальних установках практично не застосовується, т. К. В цьому випадку швидкість регулюється від номінальної і вище. В автоматах і напівавтоматах електроприводи за своїм призначенням діляться на два типи (малюнок 2, 3):
для управління швидкостями подачі електродного дроту і переміщення зварювальної каретки і їх стабілізації;
для управління напругою дуги і його стабілізацією - залежна подача.
УС - підсилювач різниці сигналів завдання Uз і зворотного зв'язку Uос;
РН - регулятор напруги для регулювання напруги на якорі двигуна Uя; Д - електродвигун подачі електродного дроту; N - число обертів двигуна; Р - редуктор; Vп - швидкість подачі електродного дроту
Малюнок 2 - Функціональна схема управління приводом незалежної подачі електродного дроту
ІП - джерело живлення; ДН - датчик напруги на дузі
Малюнок 3 - Функціональна схема управління приводом залежною подачі для регулювання та стабілізації напруги на дузі
З наведених функціональних схем видно, що необхідний закон регулювання напруги на якорі двигуна забезпечується сигналом зворотного зв'язку ОС, що знімається з вхідних затискачів якоря (у схемі з незалежною подачею) і з дугового проміжку (у схемі із залежною подачею ). Цей сигнал порівнюється з сигналом завдання в пристрої порівняння, а отримана різниця через підсилювач УС управляє регулятором напруги РН на якорі двигуна Д.
Пристрій порівняння в практичних схемах являє собою схему вирахування двох напруг і часто реалізується на3 резисторах. Після порівняння сигналів завдання зворотного зв'язку потрібне посилення різниці сигналів з великим коефіцієнтом посилення. На практиці для цієї мети застосовуються підсилювачі постійного струму. У бі...
