Микропроцессорные программируемые системы управления для сварочных машин группы А

№ 2’2010
PDF версия
Современные требования к качеству сварных соединений для изделий металлургической, авиационной, автомобильной и других высокотехнологичных отраслей промышленности, кроме обязательной аттестации персонала, оборудования и приборов, включают, как правило, еще и требования по обязательному контролю, диагностике и визуализации состояния оборудования и технологических параметров во время выполнения сварочного процесса. В статье рассмотрено оборудование для решения указанных задач в сварочных машинах группы А.

Евгений Щевелев

Николай Зуев

Владимир Горкунов

Андрей Васильев

Кирилл Зуев

Алексей Кириллов

По условиям производства к целому ряду сварных конструкций предъявляются повышенные требования по стабильности качества сварных соединений. Существующие в настоящее время средства вычислительной техники, а также надежные и точные измерительные устройства и исполнительные механизмы позволяют на высоком техническом уровне управлять процессом сварки, осуществлять его оперативный контроль, визуализацию, протоколирование и архивирование.

Специалисты ЗАО «КБ АСТ» («Конструкторское бюро по автоматизации сварочных технологий», г. Псков) создали и внедрили в производство несколько разновидностей систем управления (СУ), осуществляющих перечисленные выше функции. Среди них:

  • СУ стационарными и подвесными машинами типа К-355, МСР-6301, МСР-8001, МСР-120 для контактной сварки рельсов, работающими на предприятиях ОАО «РЖД», в Китае и на Кубе. СУ машинами стыковой контактной сварки в металлургической промышленности (машины для сварки полос непрерывным оплавлением типа КСО-8001 на ОАО «Испат-Кармет», Казахстан, г. Темиртау; МСО-100.06 на ОАО «ММК», г. Магнитогорск; КСО-3201 на ОАО «НМЗ», г. Новосибирск).
  • СУ для машин стыковой сварки колец типа МСО-100.03 в ОАО «Русполимет», г. Кулебаки и др. СУ для конденсаторной машины типа МТК-8502 в одном из самых крупных центров вертолето-строения в России — ОАО «Росвертол», г. Ростов-на-Дону;
  • СУ для машин с выпрямлением во вторичном контуре типа МТВ, МТВР (ОАО «НПО «Иркут»; ЗАО «Завод Экспериментального Машиностроения» РКК «Энергия» им. С.П. Королева; ОАО «Улан-Удэнский авиационный завод»; ОАО ПО «Стрела», г. Оренбург).

Эти системы управления обеспечивают выполнение следующих операций:

  • удобное для оператора задание параметров режима сварочного процесса, отображаемых в специальных окнах в виде таблиц и графиков на экране монитора промышленного компьютера или графического индикатора;
  • измерение, цифровое осциллографирование текущих параметров сварочного процесса с табличным и цветным графическим отображением результатов и возможностью изменения масштабов графиков по обеим осям;
  • отображение на экране монитора или графического индикатора состояния датчиков и исполнительных механизмов сварочного оборудования в исходном положении, рабочем режиме, при сбоях и авариях;
  • допусковый контроль параметров сварочного процесса с пассивным или активным режимами отбраковки;
  • протоколирование результатов каждого сварочного процесса;
  • архивирование и хранение данных о выполненных сварочных соединениях с возможностью их удобного просмотра и распечатки, а также перезаписи на внешние носители информации.

Базовая комплектность разработанных СУ является универсальной и может быть использована как для модернизации оборудования, уже работающего в производственных условиях, так и для изготовления нового.

Рассмотрим более подробно систему управления для машин с выпрямлением во вторичном контуре типа МТВ-8002. Данное оборудование предназначено для сварки алюминиевых и титановых сплавов, а также жаропрочных и нержавеющих сталей и относится к классу машин для сварки деталей ответственного назначения.

Система управления этой машиной состоит из следующих основных частей:

  • сварочный контроллер (разработка ЗАО «КБ АСТ»);
  • промышленный компьютер с сенсорным экраном, соединенный со сварочным контроллером по отдельному каналу Ethernet.

Непосредственное управление сварочной машиной в соответствии с технологической программой, переданной ему по каналу связи из промышленного компьютера, осуществляет сварочный контроллер. Промышленный компьютер предназначен для программирования процесса сварки и обеспечения функций допускового контроля основных параметров сварочного процесса, диагностики и визуализации состояния датчиков, исполнительных устройств и механизмов машины, сбора и хранения информации о сварочном цикле.

Конструктивно СУ выполнена в виде отдельного шкафа, имеющего клеммы и разъемы для подключения входных и выходных сигналов (рис. 1). Оборудование защищено от воздействия окружающей среды. Степень защиты — IP 42.

Рис. 1. Шкаф управления для машин типа МТВ, МТВР

Сварочный контроллер выполнен на современной микропроцессорной элементной базе с применением однокристальных микроконтроллеров. Эти элементы изготовлены ведущими зарубежными фирмами с обеспечением требуемой помехозащищенности за счет гальванического разделения входных и выходных сигналов. Контроллер построен по принципу распределенной структуры, со связями между управляющими модулями по CAN-интерфейсу, что позволяет значительно сократить количество проводных монтажных связей внутри самой СУ.

Система управления обеспечивает:

  • работу сварочной машины в одиночном и автоматическом режимах, а также в режиме наладки;
  • управление тиристорами, подключающими первичную обмотку трехфазного сварочного трансформатора к питающей сети;
  • управление электропневматическими клапанами, подающими воздух в пневмопривод сжатия электродов;
  • защиту от перегрузок по току;
  • контроль температуры критичных к перегреву элементов сварочного контура;
  • допусковый контроль сварочного и ковочного усилий, а также величины сварочного тока (параметры «Минимальный допустимый ток» и «Максимальный допустимый ток» задаются независимо для каждой позиции нагрева);
  • подсчет числа выполненных сварок;
  • возможность регистрации при сварке каждой точки следующих технологических параметров: сварочного тока (максимальное и текущее значения во время основного и дополнительного нагрева), величины сетевого напряжения (среднее значение во время основного и дополнительного нагрева), текущего значения усилия, максимального сварочного и ковочного усилия, время нарастания ковочного усилия, текущих значений давления в полостях пневмоцилиндра;
  • чтение и сохранение поступающей из контроллера информации о сварочном процессе, представление ее в виде паспорта и осциллограммы, вывод паспортов на печать, сохранение в локальной или удаленной базе данных;
  • ввод заданных значений и допусков, по которым ведется анализ годности заваренного участка;
  • графическую визуализацию сварочного цикла;
  • визуализацию сварочного процесса в виде графиков основных и дополнительных параметров, контролируемых при отработке режима сварки;
  • ввод параметров технологической программы сварки и загрузка ее в контроллер, сохранение программ сварки в локальной или удаленной базе данных (количество программ сварки не менее 500);
  • поиск среди сохраненных программ сварки, по названию детали, изделия или узла;
  • режимы работа: сварочной машина: по току:
    • одним импульсом тока;
    • двумя импульсами тока без паузы;
    • двумя импульсами тока с паузой.
  • режимы работы сварочной машины по усилию сжатия:
    • с постоянным сварочным усилием;
    • с повышенным сварочным усилием;
    • с постоянным или повышенным сварочным и ковочным усилиями с возможностью выбора момента приложения ковочного усилия.

Система программирования, контроля, диагностики и визуализации реализована в виде интуитивно понятного оконного меню. Работа программы начинается с вывода на экран окна входа в систему (рис. 2).

Рис. 2. Окно входа в систему

После ввода имени пользователя и пароля становится доступным главное меню программы, из которого можно перейти к следующим пунктам:

  • ввод технологической программы сварки;
  • визуализация сварочного процесса;
  • работа с архивом сварок.

Далее (рис. 3) можно выбрать уже заданную технологическую программу или создать новую. Поиск существующей программы можно осуществлять как по номеру, так и по ее параметрам, например по коду изделия.

Рис. 3. Общий вид окна ввода технологической программы сварки

Окно редактирования программы «Набор параметров 1» разделено на 3 области: «Параметры изделия», «Циклограмма сварки» и «Параметры сварки» (рис. 4).

Рис. 4. Окно редактирования программы («Набор параметров 1»)

В области «Параметры изделия» можно задать коды изделия, узла и детали. Именно по этим параметрам (рис. 3) осуществляется поиск программ сварки. В области «Циклограмма» доступно 8 вариантов, отличающихся диаграммой усилий. Выбранная циклограмма будет показана на картинке. Возможна сварка с постоянным или переменным усилием (сварочное и ковочное усилие), а также с переменным усилием и предварительным обжимом. Задержка включения ковочного усилия ведется от начала позиции задержки тока, от конца импульса тока 1 или от конца импульса тока 2. В области «Параметры сварки» задается программа сварки, то есть таймер позиций в периодах питающей сети (20 мс) и величина тока (в процентах от максимального значения). Чтобы исключить какие-либо этапы из цикла сварки, их время следует установить равным нулю.

В окне визуализации (оно разделено на 5 областей) отображаются ход сварочного цикла, ошибки и текущие технологические параметры (рис. 5).

Рис. 5. Общий вид окна визуализации сварочного процесса

В левой верхней области показываются сигналы готовности, цикла, аварии, запрета включения тока с другой машины, а также счетчик сварок и результат допускового контроля для последнего заваренного участка. При возникновении аварии автоматически появляется окно аварийных сообщений, при этом надпись «Авария» и соответствующие сообщения подсвечиваются красным.

В правом верхнем углу представлена условная циклограмма сварочного процесса. Во время сварки текущая позиция цикла отображается скользящей по циклограмме полупрозрачной полосой синего цвета. В левом нижнем углу отображается состояние машины (Работа/Наладка), диапазон усилий (Большие/Малые), режим цикла (С током/ Без тока). В расположенное в правом нижнем углу информационное окно выводятся текущие давления в полостях пневмоцилин-дра. Область внизу посередине содержит данные о текущих усилии и напряжении питающей сети, о среднем значении напряжения питающей сети на первом и втором нагреве во время последней сварки, а также задатчик момента открытия (угла включения) тиристоров.

В окне работы с архивом операций (рис. 6) возможен выбор сварки по дате, просмотр паспорта и осциллограммы этой сварки, а также параметров сварочных циклов, выполненных за определенный период времени. При просмотре осциллограммы пользователю доступны широкие возможности — выбор любого участка кривой, масштабирование по любой из осей, табличное и графическое представление данных процесса и т. д.

Рис. 6. Окно работы с архивом сварок

Поиск по дате реализован следующим образом: в выпадающем меню следует выбрать начальную и конечную даты и нажать кнопку «Поиск». В таблице справа будут отображены все найденные точки. Также есть возможность искать сварку по номеру детали. Представление отобранных результатов возможно в виде журнала (для этого следует нажать кнопку «Журнал сварок»). В нем будет представлена краткая информация обо всех найденных точках, а именно: номер в соответствии со счетчиком сварок, дата, величина сетевого напряжения, максимальная величина основного и дополнительного тока, сварочное и ковочное усилия, а также программа сварки (в виде числовых параметров). Заключительная информация в журнале — общее количество заваренных участков за заданный период времени и количество точек, соответствующих условиям допускового контроля.

После выбора точки можно просмотреть ее паспорт и осциллограмму, нажав на соответствующие кнопки. Паспорт сварки представлен на рис. 7.

Рис. 7. Паспорт сварки

В паспорте отображаются следующие параметры: номер точки; дата и время сварки; фамилия сварщика; параметры технологической программы; параметры допускового контроля; истинные значения контролируемых параметров, полученные во время сварки; заключение о годности точки (если производится допусковый контроль).

При нажатии на кнопку «Печать» происходит подготовка паспорта к распечатке на принтере. Сначала на экран будет выведено окно предварительного просмотра, из которого можно либо отправить паспорт на печать, либо вернуться к предыдущему экрану просмотра паспорта.

На рис. 8 показано окно с реальной осциллограммой сварки образцов 1+1 из высокопрочного алюминиевого сплава Д19Т. Диаметр литого ядра составляет 5,5 мм (согласно [1], для соединений группы А — не менее 5 мм). На осциллограмме отображено изменение тока и усилия (основных параметров сварочного процесса) во времени, а также моменты включения и выключения электропневмоклапанов. Возможно также осциллографирование таких дополнительных параметров процесса, как давления в полостях пневмоцилиндра.

Рис. 8. Окно осциллограммы основных параметров

Литература

  1. Оборудование для контактной сварки: Справочное пособие / Под ред. В. В. Смирнова. СПб.: Энергоатомиздат, 2000.
  2. А. с. № 671954 (СССР). Способ контактной точечной сварки высокопрочных алюминиевых сплавов / О. Н. Бокштейн, А. М. Канин, Э. Э. Хайкин, А. А. Березовский и Ю. А. Степанов // Бюл. 1979.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

hentao pornnporn.com telugu chatting west indies open sex youpornhindi.com first night xxnx maja mallika tamil dirty story xxxfiretube.com teen xxnx xxxxu indianpornsearch.com pooja kumar sex 喉奥性感イラマ痴女 浜崎真緒 javsextube.com 君嶋真由 i love porn sexxxymovs.com mallusexvideos tomcat doujinshi bluhentai.com tiny boobs giant tits history sequel black dog hentai mobhentai.com hentai onee chan jammu blue film indiananalfuck.com indian incest xvideos mugen fc2 javwhores.mobi 巨乳 あげ افلام نيك مترجم cyberpornvideos.com طيذ momteachessex indianxxxonline.com house wife x videos 君嶋真由 freejavonline.mobi クローゼット 寝取られ sexx tamil indianfuckass.com bengali milf mia khalifa hard fuck pelisporno.org newsexstory