автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Компьютерное управление процессом и стабилизация формирования соединений при контактной точечной сварке

кандидата технических наук
Герасимов, Александр Анатольевич
город
Тольятти
год
2010
специальность ВАК РФ
05.02.10
цена
450 рублей
Диссертация по машиностроению и машиноведению на тему «Компьютерное управление процессом и стабилизация формирования соединений при контактной точечной сварке»

Автореферат диссертации по теме "Компьютерное управление процессом и стабилизация формирования соединений при контактной точечной сварке"

804604360 На правах рукописи

Герасимов Александр Анатольевич

КОМПЬЮТЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ И СТАБИЛИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКЕ

Специальность 05.02.10 Сварка, родственные процессы и технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 0 Мн 20Ю

Волгоград - 2010

004604860

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства и пайки» Тольяттинского государственного университета

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Сидоров Владимир Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лапин Игорь Евгеньевич

кандидат технических наук Корчагин Павел Валентинович

Ведущее предприятие ОАО «АВТОВАЗ», г. Тольятти

Защита состоится « 1 » июля 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград-5, пр. Ленина, д.28, (ауд. 210).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан Л/* 2010г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Кузьмин С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. 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. 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, А,А. Чакалев, ФА Аксельрод, Ю.Е. Иоффе, Н.Н. Рыкалин, Б.Д. Орлов, П.Л. Чулошни-ков, А.С. Гельман, Д.С. Балковец, 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 элект-род-элекгрод), 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 связь качества контактной точечной сварки и электрических параметров процесса, измерение которых в свою очередь требует сложного оборудования и сопряжено при контактной сварке с наличием значительных помех. Кроме этого, повышение требований к качеству сварных соединений заставляет производить контроль нескольких параметров (например, сварочного тока и падения напряжения на участке «электрод-электрод»), что существенно усложняет систему управления и делает её более подверженной влиянию помех, значительно ограничивающих точность измерений и снижающих качество управления сваркой. Поэтому проблема разработки систем управления контактной сваркой на базе компьютерного и микропроцессорного управлений, осуществляющих стабилизацию процесса по вложению тепла в сварную точку и основанных на исследованиях взаимосвязи тепловых и электрических процессов, протекающих при контактной сварке, является актуальной.

Цель и задачи работы. Повышение эффективности управления контактной точечной сваркой на основе расширения аппаратных возможностей контактных машин.

Для достижения поставленной цели в работе обозначены и решены следующие задачи.

1. Исследовано влияние электрических характеристик сварочных машин и параметров фазной регулировки на протекание электрических и тепловых процессов при формировании сварной точки.

2. Разработан универсальный исследовательский комплекс компьютерного управления, позволяющий в режиме реального времени корректировать угол открытия тиристоров и изменять состояние исполнительных устройств, производя сварку по различным циклограммам и алгоритмам.

3. Изучена возможность диагностирования тепловыделения с использованием особенностей протекания электрических процессов при контактной сварке и синтезирован алгоритм автоматического управления, сформулированы требования к точности измерения параметров и стабилизации процесса сварки.

4. Предложен способ автоматического компьютерного управления точечной контактной сваркой, позволяющий получать стабильное качество сварного соединения.

Методы исследования. Работа включает в себя комплекс экспериментальных и теоретических исследований, в ней использованы как общепринятые, так и разработанные автором методики расчёта тепловыделения на участке «электрод-электрод», управления и диагностирования работы контактной сварочной машины, металлографические исследования точечных сварных соединений, измерение выделившегося при сварке тепла с использованием калориметрирования. Анализ параметров процесса сварки выполнялся при помощи регистратора сварки РКДП-0401 (производства ООО «Многофункциональный инженерный центр», г. Санкт-Петербург), разработанной автором системы компьютерного управления контактной сваркой, измерителя МИКС-2М (производства ЗАО «Электрик-МИКС», г. Санкт-Петербург). Вычислительные эксперименты и обработка полученных данных проводились на компьютере в системе МаШСАБ.

Научная новизна заключается в создании научно обоснованных технических и технологических решений в области контактной электросварки, основанных на применении новых подходов к принципам автоматического регулирования выходных параметров машин для точечной контактной сварки.

Показана возможность использования длительности включенного состояния тиристоров в качестве параметра обратной связи при автоматической стабилизации тепловыделения на участке «электрод-электрод». При этом обоснована требуемая точность задания угла открытия тиристоров и измерения длительности их включения, равная 0,5

электрических градусов, что при известных составляющих полного сопротивления машины позволяет регулировать тепловыделение с точностью до 10%, существенно повысить воспроизводимость результатов сварки и ресурс работы электродов.

Предложено определять составляющие полного сопротивления контактных сварочных машин на основе опыта короткого замыкания при двух различных углах открытия тиристоров и построения изолиний активного и индуктивного сопротивлений, обеспечивающих измеренный ток, искомые значения которых являются координатами точки пересечения этих линий. Это существенно снижает погрешность экспериментальной оценки указанных параметров, обеспечивая высокую точность расчетов и регулирования параметров режима сварки.

Практическая ценность работы

1. Получены аппроксимирующие зависимости для вычисления коэффициента мощности cos ф контактной сварочной машины по результатам измерения в каждом периоде сварочного тока длительности X включенного состояния тиристоров и установленного угла а открытия тиристоров, расчёты по которым позволяют увеличить область определения функции и получить более высокую точность по сравнению с известными аппроксимирующими зависимостями.

2. Предложен новый способ параметрического определения тепловыделения на участке «электрод-электрод» (патенты РФ № 2301729 и № 2311273), при котором в качестве измеряемого параметра используется длительность включенного состояния тиристоров, а расчёты производятся по разработанному алгоритму с учётом электрических характеристик конкретной сварочной машины.

3. Разработан комплекс компьютерного управления контактной точечной сваркой, который позволяет осуществлять управление по заданному пользователем алгоритму и производить измерения основных параметров сварки. Использование предложенного комплекса позволяет повысить универсальность систем управления по сравнению с известными аналогами, интенсифицировать научные исследования в области повышения качества и управления контактной сваркой, производить выбор оптимальных режимов и циклограмм сварки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях, научных семинарах кафедры сварки Тольяттинского государственного университета. Работа выполнялась в рамках госбюджетной тематики № 05760 «Исследование электрических и тепловых процессов при контактной точечной сварке и разработка концепции адаптивного микропроцессорного управления ими».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 22 работы, из них 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК, получено 3 патента РФ на изобретение.

нотации, введения, 4 глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 179 страниц. В том числе 80 рисунков и 14 таблиц, список литературы из 190 наименований. В приложении приведены акты внедрения предложенных технологий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель работы.

В первой главе выполнен обзор литературных источников, посвя-щённых диагностированию и управлению процессом контактной сварки, представлен анализ современного состояния систем управления сваркой, сформулированы задачи работы.

Упрощение систем управления контактной сваркой и повышение их помехозащищённости предложено достигать при помощи оценки величины электрических параметров процесса (ток сварки, падение напряжения на электродах) по одному из косвенных параметров, например, длительности включенного состояния тиристоров, измерение которой реализуется при помощи простейших технических средств. В настоящее время отслеживание поведения тиристорного контактора используется для параметрической стабилизации сварочного тока в условиях колебаний напряжения питающей сети и как дополнительный параметр, который вместе с основными параметрами (ток и напряжение сварки) позволяет уменьшить влияние электромагнитных наводок на точность измерений.

Правильное протекание процесса формирования сварного соединения обусловлено вложением в него необходимого количества энергии в заданный промежуток времени. На основании проведённого анализа состояния вопроса была выдвинута гипотеза о возможности управления тепловыделением на участке «электрод-электрод» без измерения сигналов тока и напряжения за счёт использования длительности включенного состояния тиристоров в качестве параметра обратной связи. Теоретическая проверка этой гипотезы должна основываться на математическом моделировании электрических процессов, сопровождающих контактную сварку, а практическая реализация должна быть осуществлена с использованием микропроцессорной технологии, позволяющей оперативно отрабатывать алгоритмы управления.

Во второй главе приведены результаты исследования влияния электрических характеристик сварочной машины и параметров процесса на формирование точечного сварного соединения.

Для описания электрических процессов, происходящих при сварке, контактную сварочную машину представили цепью последовательно включенных активного сопротивления г и индуктивности L, подключенных к синусоидальному напряжению питающей сети через два встречно-параллельных тиристора.

Включение тиристорного контактора с углом отсечки а представим как включение источника синусоидального ЭДС:

e = £„sin(cDi+a). (1)

Амплитудное значение принуждённого тока вычисляется как

£

4 к>2' (2) Вторичный ток вычисляется как сумма принуждённого inp и свободного i токов:

св

' = hp + L = L, -ф)-/„ sin<\|/e -ф)е L • (3)

Используя уравнение (3), можно вычислять и строить диаграммы (рис. 1) мгновенных значений сварочного тока i в каждом периоде. Момент естественного прекращения протекания тока (/ = 0) и продолжительность X его включения исходя из условия (3) определяются как корень уравнения

sin(A,+a -(р)-sin(a -ф)ехр(-А.• clgq>) = 0. (4)

Решение уравнения (4) численными методами позволяет для заданных значений ф и а рассчитать величину X, результаты таких вычислений можно наглядно представить в виде контурной диаграммы (рис. 2), которая может быть использована не только для решения практических задач (экспериментальное определение cos ф, определение минимально допустимого значения угла а), но и позволит оценить возможные диапазоны изменения значения X в зависимости от cos ф для различных углов а, задать требования к точности измерения величины X. Численные решения (3) и (4) в системе MathCAJD для различных заданных значений угла а открытия сварочных тиристоров и измеренной длительности X их включения позволяют представить в виде контурных диаграмм коэффициент мощности сварочной машины cos ф (рис. За) и коэффициент регулирования сварочного тока kt (рис. 36).

Для практических целей зависимость cos ф-f(X, а) необходимо аппроксимировать функцией, которая позволяла бы при выполнении простейших операций сложения и умножения приближённо вычислять значение cos ф в зависимости от заданного а и измеренного X.

На основании проведённых расчётов была предложена зависимость

со5ф(Х,а)« Л,(а)-Х + Лд(а)

Д,(а)»-0,743а3 +2,994а2 -4,259а +1,359 j (5)

Л,(а) «0,297а3 -1,032а2 + 1,037а + 2,352 где а и X - в радианах.

и,

Рис. 2. Диаграмма длительности X включенного состояния тиристоров в зависимости от угла а включения тиристоров и коэффициента мощности cos ср

Рис. 3. Значение коэффициента мощности cos <р (а) и коэффициента регулирования тока к. (б) в зависимости от заданного а и измеренного X

Расчёт cos ср согласно (5) позволяет с минимальными затратами вычислительных мощностей определять значение коэффициента мощности с достаточно малой погрешностью (рис. 4).

Рис. 4. Абсолютная погрешность вычислений cos ф по аппроксимирующей зависимости (5)

Для расчётного определения электрических параметров, характеризующих процесс образования точечносварного соединения, необходимо знать активную Як и индуктивную X составляющие полного сопротивления контактной сварочной машины. Для этого предложено использовать опыт короткого замыкания, при котором машину включают на двух различных углах а открытия тиристоров; измеряют действующее значение вторичного тока при каждом включении; строят кривые (экви-токовые линии), характеризующие область значений Як и Хк, при которых расчётный действующий вторичный ток будет равен измеренному; находят координату точки пересечения этих кривых (рис. 5).

Предложенный способ обеспечивает точность измерения составляющих полного сопротивления контактной сварочной машины с точностью до 5% при условии обеспечения точности измерения тока до 5% и точности задания угла а открытия тиристоров с точностью до 0,5 электрических градусов.

Рис. 5. Эквитоковые линии при опыте короткого замыкания для машины МТПУ-300:1=9,7кА и о.=60°(линия 1); 1=7,9 <сА и о =80° (линия 2); 1=5,8 кА и а=100 ° (линия 3); 1=3,6кА и а=120 "(линия 4)

В третьей главе изучена возможность и предложена методика компьютерной диагностики и управления тепловыми процессами при контактной точечной сварке.

Для проведения научных исследований был построен комплекс компьютерного управления контактной точечной сваркой (рис. 6), состоящий из персонального компьютера 4, блока аналогового ввода-вывода 3, блока согласования 2 и самой сварочной машины 1.

Рис. 6. Система компьютерного управления контактной точечной сваркой

В качестве блока согласования используется разработанное автором устройство на базе оптронных тиристоров, осуществляющее коммутацию сетей необходимого напряжения и тока, формирование согласующих импульсов, питание системы управления сварочной машины, а также гальваническую развязку компьютера и сварочной машины. Такой блок состоит из следующих узлов: формирователь импульсов запуска тиристоров (БП), формирователь синхронизирущей последовательности перехода сетевого напряжения через ноль - блок синхронизации (БС), блок гальванической развязки, блок питания, блок управления реле включения катушек пневмораспределителей {КК1 и КК2), блок регистрации включенного состояния тиристоров (КД1).

Ранее для диагностирования тепловыделения между сварочными электродами было предложено использовать длительность включенного состояния тиристоров X. Для этого в процессе сварки сигналы из блоков БС и КДТ подаются на входы устройства ввода-вывода, что позволяет получить диаграммы перехода сетевого напряжения через ноль 1 и вклю-

чения тиристоров 2 (рис. 7). В каждом периоде сварочного тока определяется угол включения тиристоров а как расстояние между передним фронтом импульса синхронизирующей последовательности 1 перехода сетевого напряжения через ноль и передним фронтом импульса синхронизирующей последовательности включенного состояния тиристоров 2. Длительность протекания сварочного тока X определяется как расстояние между передним и задним фронтами импульса синхронизирующей последовательности включенного состояния тиристоров 2.

i i i i

2 í U ü и u : U

л lío -iiu ■;■> ад мы i/i.L.j. »л.

Рис. 7. Определение угла открытия тиристоров а и длительности включенного состояния тиристоров X по импульсам синхронизирующих последовательностей перехода сетевого напряжения через ноль 1 и включенного состояния тиристоров 2

Предложен алгоритм расчётного определения тепловыделения на участке «электрод-электрод», который заключается в следующем. Значение cos ф в каждом периоде сварочного тока определяется согласно (5) путём измерения длительности X включенного состояния тиристоров при заданном а.

Действующее значение 12 тока во вторичном контуре рассчитывают как

l-cos2(p , (6)

К

где kt — коэффициент регулирования сварочного тока, который может быть с достаточной точностью определён по формуле:

k¡ = а, ■ б, + aQ, (7)

где a0fcos у) = 2,138 • cos ср2 -3,443 • cos ср + 2,872; а, feos cpj = -0,900 • cos (р2 +1,490 • cos ср -1,173.

Расчёты по (6) могут быть наглядно представлены для конкретной сварочной машины в виде контурной диаграммы (рис. 8).

«.град

Рис. 8. Действующее значение тока 12 (в кА) в зависимости от заданного угла а открытия и длительности X включения сварочных тиристоров для машины МТПУ-ЗООи и2 =4,65 В

Сопротивление Я№ участка «электрод-электрод» вычисляется по формуле

_ созф-ЛГ,

, 2 -К (8)

л^Д-СОБ ф

и может быть наглядно представлено для конкретной сварочной машины в виде контурной диаграммы (рис. 9).

в,грая

X, град

Рис. 9. Сопротивление Кси сварочного участка «электрод-электрод» (мкОм) в зависимости от заданного угла а открытия и длительности X включения сварочных тиристоров для машины МТПУ-300

Тепловыделение д за период сварочного тока в соответствии с законом Джоуля-Ленца вычисляется по формуле

д = (12)2-Ясе- 0,02 (9)

и может быть наглядно представлено для конкретной сварочной машины в виде контурной диаграммы (рис. 10).

Тепловыделение за весь цикл сварки вычисляется по формуле

(Ю)

где qp — тепловыделение в р-ом периоде сварочного тока; п — количество периодов сварочного тока в данном цикле сварки.

а, пил 140

ПО

100 80

80 100 120 НО 160 ерзд

Рис. 10. Тепловыделение за период q на сварочном участке «электрод-электрод» (Дж) в зависимости от заданного угла а открытия и длительности X включения сварочных тиристоров для машины МТПУ-300 и V2=4,65 В

Для проверки предлагаемого способа контроля тепловыделения в промежутке «электрод-электрод» была произведена пробная сварка на машине МТПУ-300 образцов из стали 08КП толщиной 1, 2 и 3 мм с заданными углами включения тиристоров 70, 80 и 90 Выделяемое в промежутке «электрод-электрод» количество теплоты 0_жсп сравнивали с расчётной Q и оценивали относительную погрешность, которая составила не более 10%.

Был разработан алгоритм стабилизации тепловыделения на участке «электрод-электрод», при осуществлении которого угол ак+] открытия тиристоров в периоде (к+l) сварочного тока корректируется с учётом тепловыделения qk в предыдущем периоде и требуемого количества тепла Q3~.

О»

V & «1 V ь

к

где Чм --——; ад и а, — коэффициенты, задаваемые эмпирически

для (7).

Предложенный алгоритм реализуется при помощи системы автоматического управления, структурная схема которой (рис. 11) включает в себя микропроцессорный блок управления, детектор включения тиристоров и программатор. Угол открытия тиристоров ak+¡ в следующем периоде рассчитывается микропроцессорным блоком управления в зависимости от угла ак, в предыдущем периоде и длительности включенного состояния тиристоров Хк, измеренного детектором включения тиристоров в предыдущем периоде. Стабилизация тепловыделения производится с учётом тепловыделения во всех предыдущих периодах. Количество импульсов сварки п и общее количество теплоты Qn задаётся программатором.

Программатор (.Л)

-V

Микропроцессорный блок управления (МЯСУ)

Детектор включения тиристоров (ДВТ)

П

0,-Е?,

«••I =/('/..,)

! МПБУ

«I -ЛаГ|А) ДВТ

ЕП

ТК

ТС

Рис. 11. Структурная схема системы автоматического управления контактной сваркой

В работе была обоснована точность задания угла открытия тиристоров и измерения длительности их включения, составляющая 0,5 электрических градусов, при которой обеспечивается параметрическое вычисление вторичного тока /2 с погрешностью до 5 % и тепловыделения на участке «электрод-электрод» с погрешностью до 10 % (рис. 12).

м

cos (р=0,9 ^ cos ф-О.Я^

cos <?=0,7 5 cos tp=0,6 cos <р=0,5 .. cos <р=0,4-cos <[¡=0,3 -

а)

ч ч \

ч \

\ Ч V

ЗЯИ

cos ф=0,3 cos <р»=0,5 cos <p=0,7N cos <р=0,9

60 80 100 120

wo а, град б)

о,град

Рис. 12. Относительная погрешность вычисления 12 в зависимости от угла а и коэффициента мощности cos ср для АХ = 0,5 (а) и Да= 0,5(6) электрических градусов

В четвёртой главе была исследована практическая возможность компьютерного управления тепловыделением при контактной сварке.

На основе проведённых исследований и разработок показаны экспериментальные результаты контактной точечной сварки пакетов различной толщины из стали 08Ю в условиях возмущающих факторов, В случае сварки со стабилизацией тока наблюдается резкое уменьшение тепловыделения при увеличении диаметра рабочей поверхности сварочного электрода и появление непроваров при ^ более 120% от номинального (рис. 13 а). При сварке с использованием предложенного алгоритма стабилизации тепловыделения стабильное получение качественного точечного соединения достигается при изменении диаметра рабочей поверхности сварочных электродов в пределах от 100 до 140% от номинального диаметра (рис. 13 б). Экспериментально установлено, что работа комплекса по разработанному алгоритму позволяет компенсировать большинство возмущающих факторов контактной точечной сварки и получать качественное точечносварное соединение даже при износе сварочных электродов порядка 40%.

0]3, Дж (VI) т 2000

1000 -

в„. Я* (2-2] мн

|Ы| им

500 а) О

5

Дж

6 7 I М ин

4 км

2000'

1500 1000 500 6)0

ми

4, т

7 8 9 Ю

Рис. 13. Тепловыделение между электродами при сварке различных толщин в условиях износа сварочных электродов

Производилась экспериментальная сварка на машине МТПУ-300 образцов из стали 08Ю толщиной пакета (1+1) мм и (2+2) мм в режиме стабилизации сварочного тока (РКМ-803) и стабилизации тепловыделения (разработка авторов). Выполнение сварных точек вели в условиях износа сварочных электродов вплоть до полного отсутствия литого ядра (порядка 15 тысяч сварок). После каждой тысячи сварок произво-

дили разрушение образцов с определением диаметра литой зоны сварного соединения и выполнением макрошлифа на предмет внутренних дефектов. Результаты испытаний представлены на рис. 14.

й,, мм

7 б 5 4 3 2 1

ф 6 1и 15 Кол. сварок, тыс. шт

С)Я1ММ

10 9 8 7 6 5 4

/у) 5 10 15 Кол. сварок, тыс. шт

Рис. 14. Результаты испытаний сварных точек, полученных в условиях приработки сварочных электродов и их равномерного износа а) 1+1 мм; б) 2+2 мм

Установлено, что в ходе приработки сварочных электродов и их равномерного износа происходит некоторое увеличение диаметра ядра сварной точки, при этом в обоих случаях управления (со стабилизацией тока - линия 1 и со стабилизацией тепловыделения - линия 2) сварное соединение в течение определённого времени (порядка 5 тысяч сварок) получается качественным (диаметр ядра и глубина проплавления соответствует ГОСТ 15878-79, разрушение происходит с вырывом точки из основного металла). Дальнейшая сварка сопровождается большим износом электродов и повышением количества дефектных точек (пунктиром показаны условия, в которых количество дефектных точек превышает 15%). При этом сварка в условиях стабилизации тепловыделения позволяет получать стабильное качество соединений в течение более продолжительного времени (порядка 13 тысяч сварок).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведенный анализ литературныхданныхпозволяетзаключить, что дальнейшее совершенствование систем управления контактной

точечной сваркой является актуальным и может быть осуществлено в направлении поиска новых диагностических признаков и повышения стабильности работы таких систем. При этом получение полной картины формирования точечного сварного соединения должно обеспечиваться при минимуме измеряемых величин. Уменьшение количества диагностируемых параметров должно производиться на базе полученных знаний о взаимосвязи электрических характеристик контактной сварочной машины и параметров процесса сварки.

2. Впервые установлено, что при реализации компьютерного и микропроцессорного управления тепловыделением на участке «электрод-электрод» в качестве параметра обратной связи целесообразно использовать длительность X включенного состояния тиристоров, которая при известных электрических параметрах сварочной машины позволяет определять электрические параметры процесса сварки (ток и сопротивление участка «электрод-электрод» и др.). Обоснованы требования к точности задания угла а открытия тиристоров и измерения длительности X их включения, составляющей 0,5 электрических градусов. Погрешность вычисления тепловыделения при этом составляет не более 10 %, что доказано натурными испытаниями (патенты РФ № № 2301729 и 2311273).

3. Путём вычислительного и натурного экспериментов доказана эффективность использования предлагаемого способа стабилизации тепловыделения при контактной точечной сварке, в котором производится регулировка тепловыделения в текущем периоде сварочного тока с учётом накопленного от прошлых периодов тепла в сварной точке.

4. Впервые установлено, что активная Як и реактивная Хк составляющие полного сопротивления контактной сварочной машины, значения которых необходимы для реализации предлагаемого способа управления тепловыделением, могут быть определены расчётным путём из опыта короткого замыкания и последующими расчётами, использующими измеренный ток во вторичном контуре, полученный при различных углах а открытия сварочных тиристоров. Причём в условиях современного производства погрешность такого определения в условиях правильно выбранных параметров режима обычно не превышает 5% (патент РФ № 2309030).

5. Построена математическая модель работы тиристорного контактора сварочной машины, с ее помощью получены аппроксимирующие зависимости, наглядно представляющие основные взаимосвязи между электрическими параметрами (и2(0, ¡/0 и др.) процесса сварки, характеристиками машины (Як, Хк), сварочного промежутка (Ли), установками фазной регулировки (а) и напряжением сети («,). Это позволило задать параметрически алгоритм управления сваркой со стабилизацией тепловыделения.

6. Установлено, что для аппроксимации зависимости коэффициента мощности cos ф контактной сварочной машины от длительности X открытия тиристоров и угла а открытия тиристоров можно использовать линейную зависимость от измеренного X, в которой значения коэффициентов определяются исходя из заданного а по кубическому четырёх-члену, методика получения коэффициентов которого приведена в диссертации. При этом максимальная точность определения коэффициента мощности cos ф контактной сварочной машины достигается при угле а открытия тиристоров, равном 85 электрическим градусам. Полученные аппроксимирующие зависимости дают численные значения коэффициента мощности контактной машины по заданному углу а и измеренной длительности включения тиристоров X с относительной погрешностью, не превышающей 2 % для области допустимых значений ос.

7. На основе полученных закономерностей построена система управления контактной точечной сваркой, промышленные испытания которой на низкоуглеродистых сталях с цинковым покрытием и без покрытия позволили сделать вывод о её эффективности.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в работах:

1. Климов, A.C. Продолжительность включенного состояния тиристоров как параметр обратной связи в системах автоматического управления контактной точечной сварки / A.C. Климов, A.A. Герасимов, А.К. Кудинов, А.Н. Анциборов // Сварочное производство. - 2009. -№ 2.-С. 17-22.

2. Герасимов, A.A. Обеспечение качества контактной точечной сварки за счёт стабилизации вторичного тока при износе сварочных электродов / A.A. Герасимов, A.C. Климов, А.Н. Анциборов, М,С. Гончаров // Сварочное производство. - 2007. - № 5. — С. 10-13.

3. Пат. 2301729 Российская Федерация, МПК В23К 11/24. Способ управления процессом контактной точечной сваркой / Климов A.C., Герасимов A.A., Анциборов Н.П., Гончаров М.С. // Бюл. № 18,2007.

4. Пат. 2309030 Российская Федерация, МПК В23К 11/24. Способ управления сварочным током при контактной точечной сварке / Климов A.C., Герасимов A.A., Анциборов Н.П. , Гончаров М.С. // Бюл. № 30, 2007.

5. Пат. 2311273 Российская Федерация, МПК В23К11/24. Способ автоматического измерения и регулирования тепловыделения при контактной точечной сварке / Климов A.C., Герасимов A.A., Анциборов А.Н., Гончаров М.С.// Бюл. № 33,2007.

6. Климов, A.C. Компьютерный комплекс для исследования и управления процессами сварки / A.C. Климов, A.A. Герасимов, Н.П. Анциборов, М.С. Гончаров // Сварочное производство. - 2006. - № 3. - С. 32-34.

7. Герасимов, АА. Расчётное определение тепловыделения при контактной точечной сварке по измерениям в первичном контуре сварочной машины / АА. Герасимов [и др.] // Металлообработка - 2006. -№ 1.-С. 34-36.

8. Герасимов, А.А. Расчётное определение коэффициента мощности контактной сварочной машины при осуществлении автоматического управления процессом сварки / А.А. Герасимов [и др.] // Проблемы машиностроения и автоматизации. — 2006. — № 1. — С. 85—88.

9. Климов, А.С. Расчёт составляющих комплексного сопротивления сварочного контура контактных машин / А.С. Климов, А.А. Герасимов, Н.П. Анциборов, М.С. Гончаров // Сварочное производство. -2006.-№8.-С. 18-20.

10. Сидоров, В.П. Повышение стабильности качества контактной точечной сварки за счёт регулирования тепловложения в сварную точку / В.П. Сидоров, А.С. Климов, АА Герасимов // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование: сборник трудов Первой Международной научно-практической конференции — СПб: Политехнический университет, 2005. — 330 с.

11. Сидоров, В.П. Новые подходы к активному контролю контактной точечной сварки по электрическим параметрам процесса / В.П. Сидоров, А.С. Климов, А.А. Герасимов // Технологические информационные системы в инжиниринге продукции и техническом образовании: сборник трудов международной конференции. - Люблин (Польша), 2005 - С. 100-105.

Личный вклад автора. Во всех работах [1-11] автор принимал непосредственное участие в постановке задач, проведении исследований и обсуждении полученных результатов. В работах [1, 2 и 8] автором предложены аппроксимирующие зависимости и выполнена оценка погрешности вычислений сварочного тока с учётом точности задания угла открытия и измерения длительности включенного состояния сварочных тиристоров. В работах [4 и 9] автором предложены вычислительный алгоритм и методика эксперимента по определению составляющих полного сопротивления машин контактной сварки. В работах [5 и 7] автором синтезирован и реализован алгоритм автоматической стабилизации тепловыделения при контактной сварке с использованием длительности включенного состояния тиристоров в качестве параметра обратной связи. В работе [6] автором предложен принцип и составлено техническое задание на разработку комплекса компьютерного управления контактной сваркой. В работах [10,11] автором предложена и апробирована математическая модель протекания электрических процессов в условиях фазного регулирования, разработаны средства наглядного представления результатов вычислений в виде номограмм.

Подписано в печать 19.05.2010. Формат 60x84 1/16 Печать оперативная. Усл. п. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 500 экз. Заказ № 3-59-10.

Тольятшнский государственный университет 445667, г, Тольятти, ул. Белорусская, 14

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Герасимов, Александр Анатольевич

Аннотация.

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.

Введение 2010 год, диссертация по машиностроению и машиноведению, Герасимов, Александр Анатольевич

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, А.А. Чакалев, Ф.А. Аксельрод, Ю.Е. Иоффе, Н.Н. Рыкалин, Б.Д. Орлов, П.Л. Чулошников, А.С. Гельман, Д.С. Балковец, 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 связь качества контактной точечной сварки и электрических параметров процесса, измерение которых в свою очередь требует сложного оборудования и сопряжено при контактной сварке с наличием значительных помех. Кроме этого, повышение требований к качеству сварных соединений заставляет производить контроль нескольких параметров (например, сварочного тока и падения напряжения на участке «электрод-электрод»), что существенно усложняет систему управления и делает её более подверженной влиянию помех, значительно ограничивающих точность измерений и снижающих качество управления сваркой. Поэтому проблема разработки систем управления контактной сваркой на базе компьютерного и микропроцессорного управления, осуществляющих стабилизацию процесса по вложению тепла в сварную точку, и основанных на исследованиях взаимосвязи тепловых и электрических процессов, протекающих при контактной сварке, является актуальной.

Цель работы: повышение эффективности управления контактной точечной сваркой на основе расширения аппаратных возможностей контактных машин.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи исследования:

1. Исследовать влияние электрических характеристик сварочных машин и параметров фазной регулировки на протекание электрических и тепловых процессов при формировании сварной точки.

2. Разработать универсальный исследовательский комплекс компьютерного управления, позволяющий в режиме реального времени корректировать угол открытия тиристоров и изменять состояние исполнительных устройств, производя сварку по различным циклограммам и алгоритмам.

3. Изучить возможность диагностирования тепловыделения с использованием особенностей протекания электрических процессов при контактной сварке и синтезировать алгоритм автоматического управления, сформулировать требования к точности измерения параметров и стабилизации процесса сварки.

4. Предложить способ автоматического компьютерного управления точечной контактной сваркой, позволяющий получать стабильное качество сварного соединения.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Результаты исследований влияния электрических характеристик сварочных машин и параметров фазной регулировки на протекание электрических и тепловых процессов при формировании сварной точки (математическое моделирование, аппроксимирующие зависимости и т.д.)

2. Методика и результаты построения исследовательских и производственных комплексов компьютерного и микропроцессорного управления контактной сваркой, синтеза управляющих алгоритмов и обоснования требований к точности измерения и поддержания параметров фазной регулировки.

3. Способы диагностирования тепловыделения с использованием особенностей протекания электрических процессов при контактной сварке и стабилизации тепловыделения в условиях действия различных возмущений.

Научная новизна заключается в создании научно обоснованных технических и технологических решений в области контактной электросварки, основанных на применении новых подходов к принципам автоматического регулирования выходных параметров машин для точечной контактной сварки.

Показана возможность использования длительности включенного состояния тиристоров в качестве параметра обратной связи при автоматической стабилизации тепловыделения на участке «электрод-электрод». При этом обоснована требуемая точность задания угла открытия тиристоров и измерения длительности их включения, равная 0,5 электрических градусов, что при известных составляющих полного сопротивления машины позволяет регулировать тепловыделение с точностью до 10%, существенно повысить воспроизводимость результатов сварки и ресурс работы электродов.

Предложено определять составляющие полного сопротивления контактных сварочных машин на основе опыта короткого замыкания при двух различных углах открытия тиристоров и построения изолиний активного и индуктивного сопротивлений, обеспечивающих измеренный ток, искомые значения которых являются координатами точки пересечения этих линий. Это существенно снижает погрешность экспериментальной оценки указанных параметров, обеспечивая высокую точность расчетов и регулирования параметров режима сварки.

Практическая ценность

1. Получены аппроксимирующие зависимости для вычисления коэффициента мощности cos (р контактной сварочной машины по результатам измерения в каждом периоде сварочного тока длительности Л включенного состояния тиристоров и установленного угла а открытия тиристоров, расчёты по которым позволяют увеличить область определения функции и получить более высокую точность по сравнению с известными аппроксимирующими зависимостями.

2. Предложен новый способ параметрического определения тепловыделения на участке электрод-электрод (патенты РФ № 2301729 и №2311273), при котором в качестве измеряемого параметра используется длительность включенного состояния тиристоров, а расчёты производятся по разработанному алгоритму с учётом электрических характеристик конкретной сварочной машины.

3. Разработан комплекс компьютерного управления контактной точечной сваркой, который позволяет осуществлять управление по заданному пользователем алгоритму и производить измерения основных параметров сварки. Использование предложенного комплекса позволяет повысить универсальность систем управления по сравнению с известными аналогами, интенсифицировать научные исследования в области повышения качества и управления контактной сваркой, производить выбор оптимальных режимов и циклограмм сварки.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях, на научных семинарах кафедры сварки Тольяттинского государственного университета. Работа выполнялась в рамках госбюджетной тематики № 05760 «Исследование электрических и тепловых процессов при контактной точечной сварке и разработка концепции адаптивного микропроцессорного управления ими».

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 22 работы, из них 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК, получено 3 патента РФ на изобретение.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из аннотации, введения, 4 глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 179 страниц. В том числе 80 рисунков и 14 таблицы, список литературы из 190 наименований. В приложении приведены акты внедрения предложенных технологий.

ВВЕДЕНИЕ

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 [1,2]. 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 и др.). Такой комплексный контроль в настоящее время требует значительных затрат и практически неосуществим, поэтому разработки в области оптимизации и компьютерного моделирования контактной сварки (В.И. Махненко, В.А. Судник, А.А. Чакалев, H.S. Cho, D.W. Dickinson и др.) [3.9] имеющие целью расчет оптимальных режимов сварки, не могут гарантировать стабильное качество соединений даже при условии строгого их соблюдения. Кроме этого отсутствие возможности визуального наблюдения сварного соединения и достоверных способов неразрушающего контроля делают необходимым использование на производстве активного контроля сварной точки, когда качество соединения контролируется в процессе самой сварки, а его свойства доводятся до требуемых значений. В мире накоплен значительный опыт в построении систем активного контроля качества точечной сварки (Ф.А. Аксельрод, Ю.Е.Иоффе, ИЭС имени Е.О. Патона, Thomas. W. Eagar, K.I. Johnson, S.A. Gedeon и др.) [10. 13].

Однако, как показывает практика, путь, принятый многими разработчиками аппаратуры управления контактной точечной сваркой, направленный на совершенствование способов стабилизации режимов сварки (прямой или параметрической), не способен полностью устранить влияние возмущающих факторов на качество точечно-сварного соединения [10]. Кроме того, широко применяемая в настоящее время стабилизация тока во вторичном контуре приводит к нарушению процесса саморегулирования контактной точечной сварки, а так же уменьшению плотности тока при износе электрода, что приводит к непроварам [2, 10]. Этот отрицательный эффект наиболее опасен при сварке оцинкованных сталей, для которых ужесточены требования к геометрическим размерам сварной точки и заужен диапазон допустимых тепловых режимов [14, 15]. Применяемое для снижения этого эффекта ступенчатое увеличение силы сварочного тока («ступенчатая функция») не обладает способность адаптации и поэтому не компенсирует полностью возникающие возмущения процесса сварки, приводя к выплеску или опять же к непровару.

Работы, направленные на повышение достоверности контроля качества и разработки новых методов и подходов к активному контролю, являются весьма актуальными. Современные разработки в области автоматического управления процессом точечной сварки открывают новые перспективы перед исследователем и позволяют не только повысить качество точечносварного соединения, но и произвести оптимизацию выбора сварочных машин применительно к конкретному случаю. Возможным становится так же повышение качества сварки без модернизации конкретной сварочной машины благодаря введению адаптивного управления контактной сваркой, проводимой при помощи контроллеров на базе ЭВМ и микроЭВМ [16].

Необходимым и достаточным условием образования работоспособных соединений при контактной точечной сварке является обеспечение геометрических размеров литого ядра сварной точки и, в первую очередь, её диаметра. Рядом исследователей установлено, что диаметр ядра сварной точки пропорционален диаметру рабочей поверхности электрода (а при жёстких режимах равен ему) [2]. Закономерен вывод, что в определённом (допустимом) диапазоне диаметров рабочей части электрода и усилия сварки качество точечносварного соединения (глубина проплавления, качество перемешивания металла ядра сварной точки и др.) зависит от количества тепла, вложенного в точку. При этом на основании принципа суперпозиции температурных полей [17, 18] для жёстких режимов молено принять, что характер распределения этого тепловложения по времени не оказывает значительного влияния на формирование ядра сварной точки. Следовательно, стабилизация количества вложенного тепла в сварную точку позволяет получить стабильное качество выполняемых соединений.

В тоже время малое время сварки (десятые доли секунды), значительные электромагнитные возмущения от сварочных токов, шунтирование сварочного тока затрудняют прямое измерение температурных полей при контактной точечной сварке, делая их практически невозможными. Это приводит к необходимости поиска косвенных параметров, характеризующих нагрев места сварки с достаточной для исследователя и технолога достоверностью. Рядом исследователей проведены эксперименты и получены результаты по экспериментальному определению сопротивления участка электрод-электрод по изменению электрических характеристик вторичного контура в процессе сварки. Предложены системы управления, в качестве диагностического признака качества использующие изменение этого сопротивления [19.21]. Однако, широкого промышленного применения эти разработки не нашли вследствие того, что характер изменения сопротивления электрод-электрод может существенно изменяться от детали к детали, и поэтому в таких системах приходится использовать дополнительные признаки получения качественного соединения, что усложняет структуру аппаратуры управления.

В мире накоплен значительный опыт в описании электрических процессов, происходящих в контактной машине при контактной точечной сварке. Получены зависимости тока во вторичном контуре, напряжения на электродах и тепловыделения между ними от основных характеристик конкретной контактной сварочной машины и установок фазной регулировки

2,5,10 и др.]. Использование взаимосвязи электрических характеристик сварочной машины и электрических параметров процесса сварки позволяет уменьшить количество измеряемых параметров, используемых для прогнозирования качества точечносварного соединения [22]. Однако в настоящий момент нет полной картины, наглядно представляющей результаты этих взаимосвязей, что так же не позволяет однозначно определить параметр обратной связи в системах автоматического управления контактной точечной сваркой.

Наиболее перспективной можно принять разработку систем управления контактной сваркой на базе микропроцессорного управления, осуществляющих стабилизацию процесса контактной сварки по вложению тепла в сварную точку, и основанных на исследованиях взаимосвязи тепловых и электрических процессов, протекающих при контактной сварке.

Цель работы — повышение эффективности управления контактной точечной сваркой на основе расширения аппаратных возможностей контактных машин.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКОЙ

Заключение диссертация на тему "Компьютерное управление процессом и стабилизация формирования соединений при контактной точечной сварке"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

159

1. Проведенный анализ литературных данных позволяет заключить, что дальнейшее совершенствование систем управления контактной точечной сваркой является актуальным и может быть осуществлено в направлении поиска новых диагностических признаков и повышении стабильности работы таких систем. При этом получение полной картины формирования точечного сварного соединения должно обеспечиваться при минимуме измеряемых величин. Уменьшение количества диагностируемых параметров должно производиться на базе полученных знаний о взаимосвязи электрических характеристик контактной сварочной машины и параметров процесса сварки.

2. Впервые установлено, что при реализации компьютерного и микропроцессорного управления тепловыделением на участке «электрод-электрод» в качестве параметра обратной связи целесообразно использовать длительность Я включенного состояния тиристоров, которая при известных электрических параметрах сварочной машины позволяет определять электрические параметры процесса сварки (ток и сопротивление участка «электрод-электрод» и др.). Обоснованы требования к точности задания угла а открытия тиристоров и измерения длительности Я их включения, составляющей 0,5 электрических градусов. Погрешность вычисления тепловыделения при этом составляет не более 10 %, что доказано натурными испытаниями (патенты РФ №№2301729 и 2311273).

3. Путём вычислительного и натурного экспериментов доказана эффективность использования предлагаемого способа стабилизации тепловыделения при контактной точечной сварке, в котором производится регулировка тепловыделения в текущем периоде сварочного тока с учётом накопленного от прошлых периодов тепла в сварной точке.

4. Впервые установлено, что активная RK и реактивная Хк составляющие полного сопротивления контактной сварочной машины, значения которых необходимы для реализации предлагаемого способа управления тепловыделением, могут быть определены расчётным путём из опыта короткого замыкания и последующими расчётами, использующими измеренный ток во вторичном контуре, полученный при различных углах а открытия сварочных тиристоров. Причём в условиях современного производства погрешность такого определения в условиях правильно выбранных параметров режима, обычно не превышает 5 % (патент РФ № 2309030).

5. Построена математическая модель работы тиристорного контактора сварочной машины, с ее помощью получены аппроксимирующие зависимости, наглядно представляющие основные взаимосвязи между электрическими параметрами {112(f), 12(f) и др.) процесса сварки, характеристиками машины (RK, Хк), сварочного промежутка (Rce), установками фазной регулировки (а) и напряжением сети (ис). Это позволило задать параметрически алгоритм управления сваркой со стабилизацией тепловыделения.

6. Установлено, что для аппроксимации зависимости коэффициента мощности cos (р контактной сварочной машины от длительности Я открытия тиристоров и угла а открытия тиристоров можно использовать линейную зависимость от измеренного Л, в которой значения коэффициентов определяются исходя из заданного а по кубическому четырёхчлену, методика определения коэффициентов которого приведена в диссертации. При этом максимальная точность определения коэффициента мощности cos (р контактной сварочной машины достигается при угле ос открытия тиристоров, равном 85 электрических градуса. Полученные аппроксимирующие зависимости позволяют дают численные значения коэффициента мощности контактной машины по заданному углу а и измеренной длительности включения тиристоров

Я с относительной погрешностью, не превышающей 2 % для области допустимых значений а

7. На основе полученных закономерностей построена система управления контактной точечной сваркой, промышленные испытания которой на низкоуглеродистых сталях с цинковым покрытием и без покрытия позволили сделать вывод об её эффективности.

Библиография Герасимов, Александр Анатольевич, диссертация по теме Сварка, родственные процессы и технологии

1. Кулисон, Э. Новые подходы к управлению качеством в сварочном производстве США / Э. Кулисон, Б. Ирвинг, М.Р. Йонсен // Автоматическая сварка. 1994. 1. - С. 39-47, 53.

2. Орлов, Б.Д. Технология и оборудование контактной сварки / Б.Д. Орлов,

3. A.А. Чакалев, Ю.В. Дмитриев и др.. М. : Машиностроение, 1986. - 352 е.

4. Лобасов, И.М. Расчёт сварочного тока на ЭВМ при точечной сварке с учётом типа контактной машины / И.М. Лобасов // Сварочное производство. -1986.-№4.

5. Судник, В.А. Имитация контактной точечной сварки с помощью программного обеспечения SPOTSIM / В.А. Судник, В.А. Ерофеев, Р.А. Кудинов и др. // Сварочное производство. 1998. - № 8. - С. 3-8.

6. Лобасов, И.М. Методика расчёта сварочного тока при точечной сварке с помощью ЭВМ / И.М. Лобасов // Сварочное производство. — 1983. — № 9. — С. 32-33.

7. Махненко, В.И. Моделирование деформационных процессов при компьютерном проектировании технологии точечной контактной сварки /

8. B.И. Махненко, Ю.А. Скоснягин, Е.А. Великонванеко и др. // Автоматическая сварка. 1994. - № 2. - С. 23-26.

9. Cho, H.S. A study of the thermal behavior in resistance spot welds / H.S. Cho, J.I. Cho // Weld. J. 1989. - № 6. - P. 236-244.

10. Чакалев, А.А. Совершенствование термодеформационной модели контактной точечной сварки / А.А. Чакалев, А.Н. Прохоров // Сварочное производство. 1989. - № 4. - С. 29-32.

11. Судник, В.А. Расчёты сварочных процессов на ЭВМ / В.А. Судник, В.А. Ерофеев. Тула : ТПИ, 1986. - 100 с.

12. Оборудование для контактной сварки : справочное пособие / под ред. В.В. Смирнова. СПб. : Энергоатомиздат, 2000. - 848 с.

13. Prischann W. Bessere Qualitat beim Widerstandspunktscweissen durch Regelund der Schweissparameter / W. Prischann I I Schweisstechnik. 1965. - № 9. - P. 407-408.

14. A.c. 287726 СССР, МПК6 В 23 К 11/25. Машина для контактной сварки / Аксельрод Ф.А., Зильберг А.Г.; Заявлено 21.06.68; Опубл. 24.05.72, Бюл. №17.

15. Патент № 6118095 США, МПК7 В 23 Kll/24. Control device for resistance welder / Yoshihiro Nagano; Заявлено 29.03.99; Опубл. 12.09.00.

16. Вакатов, A.B. Особенности формирования сварных соединений при контактной точечной сварке оцинкованной стали / А.В. Вакатов // Сварочное производство. 2001. - № 2. - С. 20-21.

17. Чакалев А.А. Контактная сварка металлов с защитными покрытиями // Итоги науки и техники. Сер. Сварка. 1990. Т. 21.

18. Бадьянов, Б.Н. Компьютерное управление процессами сварки / Б.Н. Бадьянов // Сварочное производство. 2002. - №1. - С. 19—23.

19. Рыкалин, Н.Н. Расчёты тепловых процессов при сварке / Н.Н. Рыкалин. -М. : Машиностроение, 1951. 296 с.

20. Тепловые процессы при контактной сварке : сборник трудов лаборатории сварки металлов / под ред. Н.Н. Рыкалина. М. : Академия наук СССР, 1959. -278 с.

21. Towey, М. Instantaneous resistance during spot weld formation as parameter for an automatic control systems / M. Towey, P.R. Andrews // Welding and Metal Fabrication. 1968. - № ю. - P. 383-392.

22. Bhattacharya, S. Significance of dynamic resistance curves in theory and practice of spot welding / S. Bhattacharya, D.R. Andrews // Welding and Metal Fabrication. 1974. - № 9. - P. 296 - 298.

23. Dickinson, D.W. Characterization of spot welding behavior by dynamic electrical parameter monitoring / D.W. Dickinson // Welding Journal. 1980. -№6.-P. 170-176.

24. А.с. 1816604 СССР, МПК5 В 23 К 11/24. Способ контроля и управления процессом контактной сварки / В.П. Сидоров и С.М. Абросимов. — Заявлено 25.01.91; Опубл. 23.05.93, Бюл. № 19.

25. ГОСТ 15878-79 Контактная сварка. Соединения сварные. Конструктивные элементы и размеры Введ. 1980-01-07. - М. : Изд-во стандартов, 1979. - 9 с.

26. Лебедев, В.К. Системы питания машин для контактной сварки /

27. B.К. Лебедев, А.А. Письменский // Автоматическая сварка. — 2001. — №11.—1. C. 32-36.

28. Патон, Б.Е. Электрооборудование для контактной сварки / Б.Е. Патон, В.К. Лебедев. — М. : Машиностроение, 1969. — 440 с.

29. Автоматизация сварочных процессов / Под ред. В.К. Лебедева, В.П. Черныша. К. : Вища школа. - 1986. - 296 с.

30. Dom, L. Influence of the mechanical properties of resistance welding machines on the quality of spot welding / L. Dorn, P. Xu // SchweiBen und Schneiden. -1993.-№ l.-P. E2-E14.

31. Патент № 4465918 США, МПКЗ В 23 К 11/24. Method for controlling welding current / Satoru Kiriama, Suzuki Mikiji; Опубл. 14.08.84.

32. Патент № 4493040 США, МПКЗ В 23 Kll/24. Apparatus and method ofphase control for resistance welding and other resistive-inductive loads / Peter W. «

33. Vanderhelst; Заявлено 1.06.82; Опубл. 8.01.85.

34. Патент № 4289948 США, МПКЗ В 23 Kll/24. Automatic voltage compensation for digital welder control system / Dennis J., Guettel; Marvin A., Michael Aslin; Заявлено 17.07.79; Опубл. 15.09.81.

35. Патент № 4301351 США, МПКЗ В 23 Kll/24. Modular microprocessor-controlled controller for resistance welding machines / James K. Mathews; Заявлено 13.04.79; Опубл. 17.11.81.

36. Патент № 2291227 Великобритания, МПК6 В 23 К11/25. Electronic control system for a resistance welding station / Barrachina Mir Ramon; Заявлено 02.07.94; Опубл. 17.01.96.

37. Орлов, Б.Д. Контроль точечной и роликовой электросварки / Б.Д.Орлов, П.Л.Чулошников, В.Б.Верденский, А.Л.Марченко // М. Машиностроение, 1973. 304 с.

38. Чакалев, А.А. Саморегулирование процесса контактной сварки / А.А. Чакалев, С.М. Казаков, В.А. Ерофеев // Сварочное производство. 1986. - № 8. — С. 1-3.

39. Патент №4104724 США, МПК2 В 23 К 11/24. Digital welder control system / James Allen Dix, Marvin A. Guettel, Michael Aslin; Заявлено 27.06.77; Опубл. 1.08.78.

40. А. с. № 1046051 СССР, МПКЗ В 23 К 11/24. Способ управления сварочным током контактной точечной машины / У.У. Ибрагимов, Ф.А. Аксельрод, Ю.Е. Иоффе; Заявлено 15.07.82; Опубл. 07.10.83, Бюл. № 37

41. Патент № 5386096 США, МПК6 В 23 К 11/24. Progressive current limit control for a resistance welder / Paul R. Buda, Mark A. Hinton; Заявлено 23.12.93; Опубл. 31.01.95.

42. Патент № 62240180 Япония, МПК4 В 23 К 11/24. Control device for resistance spot welding machine / Suzuki Kanji, Taguchi Kazuhiro; Опубл. 20.10.87.

43. Подола, Н.В. Алгоритмы компенсации износа электродов при контактной точечной сварке / Н.В. Подола, П.М. Руденко, B.C. Гавриш // Автоматическая сварка. 2005. - № 4. - С. 26-30

44. Bowers, R.J. Electrode geometry in resistance spot welding / J.R. Bowers, C.D. Sorensen, T.W. Eagar // Welding Journal. 1990. -№ 2. - P. 45-51.

45. A. c. № 1299742 СССР, МПК4 В 23 К 11/24. Способ управления процессом контактной точечной сварки / Н.В. Подола, B.C. Гавриш, П.М. Руденко и И.В. Романюк; Заявлено 26.07.85; Опубл. 30.03.87, Бюл. № 12.

46. А. с. № 1611642 СССР, МПК5 В 23 К 11/24. Способ управления сварочным током при контактной точечной сварке на однофазных машинах / Ю.Е. Иофе, М.Н. Куперман, Ю.И. Филиппов, Е.Н. Холмянский; Заявлено 21.10.87; Опубл. 07.12.90, Бюл. № 45.

47. А.с. 130128 СССР, МПК1 В 23 К 11/24. Способ определения момента зачистки электродов при точечной и роликовой электросварке и устройство для его осуществления / В.Н. Шавырин, В.А. Обидин; Заявлено 12.11.59; Опубл. 1960, Бюл. № 14.

48. Bracun, D. Using Laser Profilometry to Monitor Electrode Wear During Resistance Spot Welding / D. Bracun, J. Diaci, I. Polajnar, J. Mozina // Science and Technology of Welding and Joining. 2002. - Vol. 7. - № 5. - P. 294-298.

49. Polajnar, I. 3D Measurement of electrode contact area in resistance spot welding of coated steel /1. Polajnar, D. Bracun, P. Podrzaj, J. Diaci // Weld. World. 2004. - Vol. 48. - no. 11/12. - P. 26-30.

50. Roden, W.A. Evaluation of resistance welding in process monitors / W.A. Roden // Welding Journal. 1968. - № 11. - P. 515-521.

51. Патент №2315184 ФРГ, МПК В 23 К 11/24. Method for monitoring and regulating electrical resistance welding /Ganowski Franz—Josef ; Опубликовано 07.11. 74.

52. А.с. № 1281356 СССР, МПК4 В 23 К11/24. Способ управления процессом контактной точечной сварки / Атауш В.Е., Леонов В.П., Бумбитерис Э.В., Луцук Е.С.; Заявлено 02.01.85; Опубл. 07.01.87, Бюл. №1.

53. А.с. 206751 СССР, МПК В 23 К11/24. Устройство для измерения энергии и сопротивления сварочного контакта / Руманов Б.А., Кан С.И., Рудман М.Д.; Заявлено 29.10.66; Опубл. 08.12.67, Бюл. №1.

54. А.с. № 967729 СССР, МПКЗ В 23 К11/24. Способ контроля и управления процессом контактной сварки / Подола Н.В., Руденко П.М.,. Гавриш B.C.; Заявлено 21.04.81; Опубл. 23.10.82, Бюл. №39.

55. Chan R. W. Y. Classification of acoustic emission signals generated during welding / R.W.Y. Chan, D.R. Hay, V. Caron, M. Hone, R. D. Sharp // Journal of Acoustic Emission. 1985. - №4. - C.l 15-123.

56. Racko D. Acoustic emission from welds as indicator of crack / D. Racko // Materials Science and Technology. 1987. - Vol. 3. - P. 1062-1066.

57. A.c. 1773640 СССР, МПК5 В 23 К 11/24. Способ акустико-эмиссионного контроля процесса точечной контактной сварки и устройство для его осуществления / А.К. Сенкевич; Заявлено 09.01.89; Опубл. 07.11.92, Бюл №41.

58. А.с. 994180 СССР, МПКЗ В 23 К 11/24. Устройство для контроля качества контактной сварки / Н.В. Подола, П.М. Руденко, B.C. Гавриш и др.; Заявлено 24.06.81; Опубл. 07.02.83, Бюл. № 5.

59. А.с. 1715532 СССР, МПК5 В 23 К 11/24. Способ контроля процесса контактной точечной сварки / А.К. Сенкевич, Б.В. Ильин, С.Л. Михайлов, Н.В. Бобылев; Заявлено 12.09.88; Опубл. 29.02.92, Бюл. № 8.

60. А.С. №511167 СССР, МПК2 В 23 К 11/24. Устройство для контроля процесса контактной точечной и роликовой сварки / В.П. Будков,

61. Ю.А.Жуков, К.К. Билев, Б.В.Ильин; Заявлено 16.11.73; Опубл. 25.04.76, Бюл. № 15.

62. Патент №3824377 США, МПК2 В 23 К 11/24. Acoustic emission spot welding controller / Kenneth R. Notvest; Заявлено 10.05.72; Опубл. 16.07.74.

63. Патент № 4449029 США, МПКЗ В 23 Kll/24. Acoustic wave spot welder adaptive control / Herman А.; Заявлено 09.05.83; Опубл. 15.05.84.

64. A.c. 660799 СССР, МПК2 В 23 К11/24. Способ автоматического управления процессом контактной точечной и шовной сварки / Дурново В.Н., Кузьмин JI.H.; Заявлено 20.09.76; Опубл. 05.05.79, Бюл. №17.

65. Gorkic, A. Real-time resistance spot welding process control by using acoustic detection / A. Gorkic, J. Diaci, E.A. Esmail, I. Polajnar // IIW Doc. 2001. - №3.

66. A.c. 265320 СССР, МПК В 23 К. Способ автоматического регулирования процесса точечной сварки / Кузьмин, JI.H.; Заявлено 05.11.69; Опубл. 09.3.70, Бюл. №10.

67. Патент №7004370 США, МПК7 В 23 Kll/24. Device and method for determining parameters of a welding system / Arndt V., Offterdinger K., Pasdzior W.; Заявлено 31.08.01; Опубл. 20.03.04.

68. Патент №4711984 США, МПК4 В 23 Kll/24. Ultrasonic method and apparatus for spot weld control / August F., Ronald E., John J.; Заявлено 09.03.87; Опубл. 08.12.87.

69. Cho, Y. Primary Circuit Dynamic Resistance Monitoring and its Application on Quality Estimation during Resistance Spot Welding / Y. Cho, S. Rhee // Welding Journal. June 2002. - P. 104-111.

70. Kaiser, J.G. The effect of electrical resistance on nugget formation during spot welding / J.G. Kaiser, G.J. Dunn, T.W. Eagar // Welding Journal. 1982. - June. -P. 167-174.

71. Livshits, A.G. Universal Quality Assurance Method for Resistance Spot Welding Based on Dynamic Resistance / A.G. Livshits // Welding Journal. Vol 76.-1997.-P. 383-390.

72. Johnson, K.I. Resistance welding quality control techniques / K.I. Johnson // Metal Construction and British Welding Journal. 1973. - № 5. - P. 176-181.

73. Заявка на патент № 2000102879 Япония, МПК7 В 23 К 11/24. Method and device for judging quality in spot welding / Oda Shuji, Tamai Hideki; Опубл. 11.04.00.

74. Andrews, D.R. Quality assurance for resistance spot welding / D.R. Andrews, J. Broomhead // Welding Journal. 1975. - № 5. - P. 158-162.

75. Патент № 11077328 Япония, МПК6 В 23 К 11/24. Device and method of controlling quality in resistance spot welding / Kin Kyoichi, Sei Genko; Заявлено 04.06.98; Опубл. 23.03.99.

76. Патент № 62-176688 Япония, МПК7 В 23 К 11/24. Adaptive control method in resistance welding machine / Hiruma Masao, Koyakata Masato; Заявлено 29.01.86; Опубл. 03.08.87.

77. Патент № 4254466 США, МПКЗ В 23 К 11/24. Power factor monitoring and control system for resistance welding / Dennis J. Jurek; Заявлено 29.01.79; Опубл. 03.03.81.

78. Патент № 4399511 США. Power factor monitoring and control system for resistance welding / Dennis J. Jurek; Заявлено 08.01.81; Опубл. 16.08.83.

79. Патент № 1218690 Великобритания, МПК1 В 23 К 11/24. Monitoring apparatus for monitoring the weld current in an automatic welding machine / ; Заявлено 17.10.69; Опубл. 6.01.71.

80. А.с.№ 1310149 СССР, МПК4 В 23 К 11/24. Способ измерения коэффициента мощности однофазной контактной сварочной машины / Н.В. Подола, П.М. Руденко, B.C. Шавриш и В.И. Гейц; Заявлено 13.01.86; Опубл. 15.05.87, Бюл. № 18.

81. Johnson, K.I. Automatic spot weld correction / K.I. Johnson // Metal Construction and British Welding Journal. 1977. - № 2. - P. 70-71

82. Патент № 1564562 Великобритания, МПКЗ В 23 К 11/24. Resistance welding / Vernon Boyd; Заявлено 28.02.77; Опубл. 10.04.80.

83. Патент № 54021938 Япония, МПК2 В 23 К 11/24. Method of checking quality of resistance welded portion / Nakada Shuji, Nishikawa Masahiro, Kumagai Takashi, Kishida Katsuhiro; Заявлено 21.07.77; Опубл. 19.02.79.

84. Патент № 57070091 Япония, МПКЗ В 23 К 11/24. Method and device for controlling resistance welding / Tanaka Masaru, Takagi Seiju; Заявлено 20.10.80; Опубл. 30.04.82.

85. Патент №57127583 Япония, МПКЗ В 23 К 11/24. Method for quality assurance and checking of resistance weld zone / Nakada Shuji, Kawaguchi Yoshio, Nishimura Akira; Заявлено 30.01.81; Опубл. 07.08.82.

86. Патент №4238674 Япония, МПК В 23 Kll/24. Controller for resistance welding machine / Yoshihiro K., Masaru О.; Заявлено 07.01.91; Опубл. 26.08.92.

87. Патент №2081925 Великобритания, МПКЗ В 23 К 11/24. Resistance welding control / Shuji Nakata, Masahiro Nishikawa, Yoshio Kawaguchi; Заявлено 8.08.80; Опубл. 24.02.82.

88. Inoue, M. Adaptive control of spot welding and its field application / M. Inoue, H. Minagawa, M. Nakazawa // Rept. Resist, weld relat. weld process stud: Annu. Meet IIW, Wienna. July 1988. - P. 5.

89. Патент № 59061580 Япония, МПКЗ В 23 К 11/24. Method and apparatus for observing welding strength in spot welding / Nagasawa Yoshiaki, Matsuyama Akira; Заявлено 29. 09.82; Опубл. 07.04.84.

90. Nakata, S. Monitoring of spot welding quality by measurement of voltage between electrode tips / S. Nakata // Transactions of JWS. 1979. - № 1. - P. 4244.

91. A. c. № 1320033 СССР, МГПС4 В 23 К 11/24. Способ управления и контроля процесса контактной сварки / Н.В. подола, П.М. Руденко, B.C. Гавриш и др.; Заявлено 04.01.85; Опубл. 30.06.87, Бюл. № 24.

92. Патент № 1256096 Великобритания, МПК1 В 23 К 11/25. Improvements in or relating to welding control / Rodney Walter Levinge; Заявлено 02.07.69; Опубл. 08.12.71.

93. Гельман, A.C. Тепловой контроль процесса точечной сварки / А.С. Гельман // Автогенное дело. — 1944. — № 5-6.

94. Балковец, Д.С. Изучение строения и параметры процесса образования сварной точки / Д.С. Балковец // Труды НИАТ, 1952, № 84.

95. Балковец, Д.С. Методы контроля точечной сварки / Д.С. Балковец // Автогенное дело. 1947. - № 12

96. Taylor J. L. A new approach to the displacement monitor in resistance spot welding of mild steel sheet / J. L. Taylor, P. Xie // Metal Construction. №19(2). -P. 72-75.

97. Патент № 5194709 США, МПК5 В 23 Kll/25. Method for checking a spot welded portion and spot welding machine / Ichikawa W., Matsuki Y., Hirihashi S.; Заявлено 03.11.91; Опубл. 16.03.93.

98. Роговин, Д.А. О контроле качества точечной сварки низкоуглеродистых сталей средних толщин по величине перемещений верхнего электрода / Д.А. Роговин, В.П. Александров // Сварочное производство. 1972. - №2. - С. 3537.

99. Марченко A.JI. Новые методы контроля и автоматического управления при контактной сварке / А.Л. Марченко. М.: Машиностроение, 1969. -169 с.

100. Орлов, Б.Д. О выборе параметра для контроля точечной электросварки алюминиевых сплавов / Б.Д. Орлов. A.JI. Марченко, П.И. Липовский и др. // Сварочное производство. — 1966. — № 8. — С. 4—7.

101. Л, С.Т. Dynamic Electrode Force and Displacement in Resistance Spot Welding of Aluminum / C.T. Ji, Y. Zhou // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2004. - Vol. 126. P. 605-610.

102. Hao, M. Developments in Characterization of Resistance Spot Welding of Aluminum / M. Hao, K.A. Osman, D.R. Boome, C.J. Newton // Weld. J. 1996. -vol. 75(1).-C. 1-8.

103. A. c. 1368133 СССР, МПК4 В 23 К 11/10. Машина для контактной точечной сварки / Потапов А.И., Сергеев С.С., Пенкина И.А.; Заявлено 16.04.86; Опубл. 23.01.88, Бюл. №3.

104. Паченцев, Ю.А. Регулирование процесса точечной сварки по величине перемещения электродов сварочной машины / Ю.А. Паченцев // Автоматическая сварка. — 1951. — № 5.

105. Патент № 3417221 США. Displacement measuring apparatus / Hayward P.; Заявлено 15.11.65; Опубл. 17.12.68.

106. А.с. №724293 СССР, МПК2 В 23 К11/24. Устройство для контроля качества точечной и шовной сварки / Миронов Л.Г., Афанасьев Л.К., Ильин Б.И. и др.; Заявлено 29.12.75; Опубл. 30.03.80, Бюл. №12.

107. А. с. №814620 СССР, МПКЗ В 23 К11/24. Устройство для контроля качества точечной и шовной сварки / Миронов Л.Г., Афанасьев Л.К., Петькин Н.В. и др.; Заявлено 11.07.77; Опубл. 23.03.81, Бюл. №11.

108. Патент №2055318 Великобритания, МПКЗ В 23 К11/00. Monitoring resistance welding / Defourny J.; Заявлено 06.07.89; Опубл. 04.03.81.

109. Миронов Л.Г. Контроль качества соединений непосредственно в процессе контактной точечной сварки / Л.Г. Миронов, Л.К. Афанасьев, В.А. Зайцев // Сварочное производство. 1979. - № 2. - С. 28-30.

110. Заявка на патент №2001-025881 Япония, МПК В 23 Kll/24. Spot welding device / Masanobu S., Shuji Т., Yuji K., Yutaka M.; Заявлено 07.05.99; Опубл. 30.01.01.

111. А. с. №941090 СССР, МПКЗ В 23 К 11/24. Способ контроля качества контактной точечной и шовной сварки / Миронов Л.Г., Зайцев В.А., Афанасьев Л.К. и др.; Заявлено 04.08.80; Опубл. 07.07.82, Бюл. №25.

112. Заявка на патент №2001-170777 Япония, МПК В 23 Kll/24. Spot welding equipment / Masanobu S.; Заявлено 14.12.99; Опубл. 26.06.01.

113. Козловский С.Н. О выборе параметров дилатометрического контроля и регулировании процесса точечной сварки / С.Н. Козловский // Сварочное производство. 1991. - № 9. - С. 27-31.

114. А.с. 965669 СССР, МПКЗ В 24 К11/24. Способ управления процессом контактной сварки и устройство для его осуществления / Строев В.И., Иванов Н.И., Куликов А.Н., Дюдин В.Н.; Заявлено 03.02.81; Опубл. 25.10.82, Бюл. №38.

115. А. с. №616088 СССР, МПК2 В 23 К11/24. Устройство для контроля качества соединения в процессе контактной сварки / Леонов В.П., Бумбиерис Э.В., Рудзит Р.Б., Калейс М.А.; Заявлено 11.05.76; Опубл. 25.07.78, Бюл. №27.

116. Chinonski R.A. Resistance spot welding tool builds, inspects air-frame in giant electrode / R.A. Chinonski // Welding Journal. 1974. - №3. - C. 137-149.

117. Prischann W. Bessere Qualitat beim Widerstandspunktscweissen durch Regelund der Schweissparameter / W. Prischann // Schweisstechnik. 1965. - № 9. - C. 407-408.

118. Янота M. Автоматические системы поправки контактной точечной сварки / М. Янота // Доклад к семинару по автоматизации сварочного производства. — Киев: ДНТП, 1980.

119. Chang H.S. A proportional-integral controller for resistance spot welding using nugget expansion / H.S. Chang, J.T. Cho, S.G. Choi, H.S. Cho // Trans. ASME, J. Din Syst. Meas. and Contr. 1989. - № 2. - C. 332-336.

120. Патент №5393950 США, МПК6 В 23 Kll/24. Electrode displacement monitoring and control / Killian M.; Заявлено 08.04.94; Опубл. 28.02.95.

121. Патент № 5558785 США, МПК6 В 23 К11/25. Inter-electrode displacement monitoring and control / Michael L., Michael D.; Заявлено 22.12.94; Опубл. 24.09.96.

122. А с №759265 СССР, МПКЗ В 23 Kll/24. Способ контроля качества контактной сварки / Абрамов Н.В., Грязнов Р.Н., Пермяков А.А. и др.; Заявлено 23.03.77; Опубл. 30.08.80, Бюл. №32.

123. Патент №545163 Швейцария, МПК В 23 Kll/24. Verfahren und Einrichtung zur Uberwachung von elektrischen Widerstandsschweissungen / R. Bachmann Robert; O. Schafheitle; Опубл. 15.12.1973

124. A. c. № 1590280 СССР, МПК В 23 Kll/24. Устройство автоматического управления термическим циклом контактной сварки / Ю.А. Мишунин и С.Н. Смелков; Заявлено 15.04.88; Опубл. 07.09.90, Бюл. № 33.

125. Патент № 56099082 Япония, МПКЗ В 23 К 11/24. Resistance welding infrared-ray temperature monitor / Kajiwara Ryoichi, Ogura Satoshi, Shida Tomohiko; Заявлено 14.01.80; Опубл. 10.08.81.

126. A.c. № 764898 СССР, МПКЗ В 23 Kll/24. Способ автоматического измерения и регулирования электронагрева / Лукичев А.Ю., Никулин В.Б.; Заявлено 10.10.78; Опубл. 23.09.80, Бюл №35.

127. А. с. № 1109291 СССР, МПКЗ В 23 К11/24. Способ автоматического измерения и регулирования электронагрева / Анищенко В.А., Ланкин Ю.Н., Ляшок А.П., Закиров Р.Г.; Заявлено 02.03.83; Опубл. 23.08.84, Бюл. №31.

128. А.с. 79640 СССР, МПК1 В 23 К 11/24. Устройство для автоматического контроля контактной сварки / Васильев Г.Я.; Заявлено 8.12.48; Опубл. 28.02.50.

129. А.с. 1412908 СССР, МПК В 23 К 11/10. Способ автоматического управления термическим циклом контактной сварки и устройство для его осуществления / Ю.А. Мишунин, С.Н. Смеляков; Заявлено 28.10.86; Опубл. 30.07.88, Бюл. №28.

130. Патент № 4338449 Германия, МПК В 23 К11/24. Method for monitoring а welding machine, method for regulating the welding machine and device for carrying out the method / Manfred F.; Заявлено 11.11.93; Опубл. 18.05.95.

131. Патент № 4039847 Германия, МПК5 В 23 К11/24. Testing quality of a spot weld by monitoring induced thread-voltage in weld directly after welding / FortmannM.; Опубл. 17.06.1992

132. Патент №4328337 Германия. МПК В 23 Kll/24. Process and device for determining the temperature at a spot weld and their use for evaluating the quality of the spot weld / Fortmann M., Kuennemann V.; Опубл. 15.12.1994

133. Куликов В.П. Магнитно—тепловой метод контроля сварочных соединений, полученных контактной точечной сваркой / В.П. Куликов // Сварочное производство. 2003. - № 9. - С. 16-20.

134. Патент № 1826340 Российская Федеация, МПК В23К11/24. Устройство контроля качества точечной сварки / Михайлов В.В., Афанасьев А.А., Керемжанов А.Ф. и др.; Заявлено 03.04.89; Опубл. 07.10.98

135. Патент № 2133179 Российская Федеация, МПК6 В 23 К11/24. Способ диагностики контактной сварки / Архипов П.П., Керемжанов А.Ф., заявл 24.04.98; Опубл. 20.07.99.

136. Патент № 63212076 Япония, МПК В 23 Kll/24. Optimum controller for electric welding machine / Yasuo K., Masabumi D.,Заявлено 27.02.87; Опубл. 05.09.88.

137. Патент № 2073443 Великобритания, МПКЗ В 23 К 11/24. Control of spot weld quality by infrared thermal sensing / Alan C. Traub, Riccardo Vanzetti; Заявлено 02.04.80; Опубл. 14.10.81.

138. Патент №55106693 Япония, МПК В 23 Kll/24. Resistance welding quality evaluating monitor / Ryoichi K., Satoshi O., Tomohiko S.; Заявлено 09.02.79; Опубл. 15.08.80.

139. A.c. 550253 СССР, МПК2 В 23 Kll/24. Устройство для контроля качества контактной точечной сварки / Урсатьев А.А., Подола Н.В. и др.; Заявлено 18.03.76; Опубл. 15.03.77, Бюл. №10.

140. Патент №4596917 США, МПК4 В 23 Kll/24. Resistance spot welder process monitor / Herman A., Stanley J., Robert К.; Заявлено 16.01.84; Опубл. 24.06.86.

141. А. с. № 795818 СССР, МПКЗ В 23 Kll/24. Способ контроля качества контактной сварки / Урсатьев А.А., Подола Н.В., Донченко Н.А.; Заявлено 16.11.78; Опубл. 15.01.81, Бюл. №2.

142. Подола, Н.В. Адаптивная система регулирования процесса точечной контактной сварки низкоуглеродистой стали / Н.В. Подола, B.C. Гавриш, П.М. Руденко // Автоматическая сварка. 1999. - №6. - С.3-5.

143. Подола, Н.В. Автоматизированные системы для контроля и управления контактной и дуговой сваркой на основе микроЭВМ / Н.В. Подола, П.М. Руденко. — М. : Машиностроение, 1988. 60 с.

144. Райбман, Н.С. Построение моделей процессов производства / Н.С. Райбман, В.М. Чадеев. М.: Энергия, 1975. - 237 с.

145. Katsuyuki А. Приборы и система управления качеством контактной сварки / A. Katsuyuki // J. Jap. Weld. Soc. 1989. - №4. - С. 266-271.

146. Патон Б.Е. Оценка качества контактной точечной сварки с помощью нейронных сетей / Б.Е. Патон, Н.В. Подола, B.C. Гавриш // Автоматическая сварка. 1998.-№12.-С. 3-10.

147. Tsal C.L. Analysis and development of real-time control methodology in resistance spot welding / C.L. Tsal, W.L. Dai, D.W. Dickinson, J.C. Partian // Welding J. 1991. - № 6. - C. 339351.

148. Martin P.J. Artifical neural networks in welding / P.J. Martin // Material. -1994.-№ 2.-P. 62-67.

149. Гладков Э.А. Задачи прогнозирования качества и управления формированием шва в процессе сварки с использованием нейросетевых моделей / Э.А. Гладков // Сварочное производство. 1996. - №10. - С. 36-41.

150. Патент № 5450315 США, МПК6 В 23 Kll/24. Apparatus using a neural network for power factor calculation / John J. Stefanski; Заявлено 26.09.94; Опубл. 12.09.95.

151. Dilthey, U. Einsatz neuronaler Netze zur Qualitatssicherung beim WiderstandspunktschweiBen / U. Dilthey, J. Dickersbach // Dusseldorf, Deutscher Verlag fur SchweiBtechnik, DVS-Berichte 189. 1998. - S. 92-99.

152. Daniel, J. Quality estimation using generic model parameters and neural network / J. Daniel, Norbert Link, Lucas A. Moscato // ABCM Symposium Series in Mechatronics. 2006. - Vol. 2. - P. 765-771.

153. Подола H.B. Выбор входных переменных и структуры нейронной сети для оценки качества контактной точечной сварки / Н.В. Подола, B.C. Гавриш, П.М. Руденко // Автоматическая сварка. 2002. - №4. - С. 3-6.

154. Подола Н.В. Адаптивный алгоритм контроля качества контактной точечной сварки на основе нейронной сети / Н.В. Подола, П.М. Руденко, B.C. Гавриш // Автоматическая сварка. 2002. - №1. - С. 46-48.

155. Подола Н.В. Применение адаптивного алгоритма для контроля качества сварки в системах управления контактными точечными машинами / Н.В. Подола, П.М. Руденко, B.C. Гавриш // Автоматическая сварка. 2004. -№6.-С. 15-18.

156. Brown, J.D. Optimisation of Signal Inputs to a Neural Network for Modelling Spot Welding of Zinc Coated Steels / Brown J. D., Jobling C. P., Williams N. T. // IIW—Doc. Ill—1117, 1998.

157. Пушкин В.Я. Электронная аппаратура управления однофазными машинами контактной сварки / В.Я. Пушкин, А.Г. Лившиц, Ю.П. Сакович // Сварочное производство. 1987. — №1.

158. Иоффе Ю.Е. Новые разработки по автоматизации сварки в области управления и контроля / Ю.Е. Иоффе, Е.М. Зайцева // Сварочное производство. 1995. -№ 5. - С. 24-26.

159. Иоффе, Ю.Е. Новые разработки ЗАО «Электрик-МИКС» в области контроля и управления сварочными процессами / Иоффе Ю.Е., Жданов В.В., Котов А.В. и др. // Сварочное производство. 2002. - №4. - С. 39-43.

160. Шишмаков И.А. Аппаратура управления и контроля для контактной сварки / И.А. Шишмаков, М.Я. Левин, Д.К. Симо и др. // Сварочное производство. 1998. - №8. - С. 33-36.

161. Аксельрод Д.Ф. Микропроцессорные контроллеры для машин контактной сварки / Д.Ф. Аксельрод, Ю.Е. Иоффе, М.Н. Куперман и др. // Сварочное производство. — 1990. №8.

162. Подола Н.В. Компьютерная диагностика контактной сварки / Н.В. Подола, B.C. Гавриш, П.М. Руденко // Автоматическая сварка. — 1994. — №7-8. С. 32-35.

163. Патент № 2122935 Великобритания, МПКЗ В 23 Kll/24. Resistance spot welder adaptive control / Cohen R. К.; Заявлено 16.05.83; Опубл. 25.01.84.

164. Патент № 5591355 США, МПК6 В 23 Kll/24. Method for controlling resistance welding using fuzzy reasoning / Ishikawa S.; Заявлено 09.02.95; Опубл. 07.01.97.

165. Патент № 5834729 США, МПК6 В 23 Kll/24. Method for controlling resistance welding using adjustable fuzzy reasoning / Ishikawa S.; Заявлено 08.11.96; Опубл. 10.11.98.

166. Махненко В.И. Компьютеризация инженерной деятельности в сварке и родственных технологиях / В.И. Махненко // Сварочное производство. -1994.-№5.-С. 31-34.

167. Подола Н.В. Компьютерная система типа РВК-100 управления машиной для контактной точеной сварки / Н.В. Подола, П.М. Руденко, В.И. Гейц и др. // Автоматическая сварка. 1991. - №7. - С. 64-68.

168. Matsuyama К. Computer-Aided Monitoring System of Nugget Formation Process in Resistance Spot Welding / K. Matsuyama, H. Sato, Y. Nishiu, K. Nishiguchi // Osaka, Osaka University. 1996. - C. 577-582.

169. Куссуль Э.М. Ассоциативные нейронные структуры / Э.М. Куссуль. -Киев.: Наук, думка, 1992. 144 с.

170. Huang Shishend. Weld quality control by neural network / Huang Shishend, Li Di, Soung Yonglun // China Welding. 1994. - № 3 (1). - P. 53-59.

171. Амосов Н.М. Нейрокомпьютеры и интеллектуальные роботы / Под. ред. Н.М. Амосова. Киев: Наук, думка, 1991. - 272 с.

172. РыськоваЗ.А. Трансформаторы для электрической контактной сварки / З.А. Рыськова. Л.: «Энергия», 1975. —280 с.

173. Гулд X. Компьютерное моделирование в физике / X. Гулд, Я. Тобочник.- М.: Мир, 1990, часть 1-349 е., часть 2 400 с.

174. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 7.0 PRO / В.П. Дьяконов.- М.: СК Пресс, 1998. 352 с.

175. Глебов JI.B. Устройство и эксплуатация контактных машин / JI.B. Глебов, Ю.И. Филлипов, П.Л. Чулошников. Л.: Энергоатомиздат, 1987. -312 с.

176. Амосов А.А. Вычислительные методы для инженеров: Учебное пособие / А.А. Амосов, Ю.А. Дубинский, Н.В. Копчёнова. М.: Издательство МЭИ, 2003.-596 с.

177. Вержбицкий В.М. Основы численных методов: Учебник для вузов / В.М. Вержбицкий. М.: Высш. шк., 2005. - 840 с.

178. Глебов Л.В. Расчёт и конструирование машин контактной сварки / Л.В. Глебов, Н.А. Пескарёв, Д.С. Файгенбаум. Л.: «Энергия», 1967. -410 с.

179. Герасимов, А.А. Расчётное определение коэффициента мощности контактной сварочной машины при осуществлении автоматического управления процессом сварки / А.А. Герасимов и др. // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2006. - № 1 - С. 85-88.

180. Климов, А.С. Расчёт составляющих комплексного сопротивления сварочного контура контактных машин / А.С. Климов, А.А. Герасимов, Н.П. Анциборов, М.С. Гончаров // Сварочное производство. — 2006. № 8. -С. 18-20.

181. Патент 2309030 Российская Федерация, МПК В23К 11/24. Способ управления сварочным током при контактной точечной сварке / Климов А.С., Герасимов А.А., Анциборов Н.П., Гончаров М.С. // Бюл. № 30, 2007.

182. Патент 2311273 Российская Федерация, МПКВ23К 11/24. Способ автоматического измерения и регулирования тепловыделения при контактной точечной сварке / Климов А.С., Герасимов А.А., Анциборов А.Н., Гончаров М.С.// Бюл. № 33, 2007.

183. Климов, А.С. Компьютерный комплекс для исследования и управления процессами сварки / А.С. Климов, А.А. Герасимов, Н.П. Анциборов, М.С. Гончаров // Сварочное производство. 2006. - №3. - С. 32-34.

184. Klimov, A.S. A computer system for examining and controlling welding processes / A.S. Klimov, N.P. Antsiborov, A.A. Gerasimov and M.S. Goncharov // "Welding International". 2006. - vol. 20. - P. 662-664

185. Печёнкин A.B. Теория вероятностей: учеб для вузов. — 3-е изд., испр. / А.В. Печёнкин, О.И. Тескин, Г.М. Цветкова и др.; Под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2004. - 456 с.

186. А.с. №490599 СССР, МПК5 В 23 К11/24. Устройство для измерения действующего значения сварочного тока / Гавриш B.C., Подола Н.В., Гологовский Б.Г.; Заявлено 05.03.73; Опубл. 05.11.75, Бюл. № 41

187. БЛОК СОГЛАСОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ1. БСИ)

188. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ1. Тольятти 20081. СОДЕРЖАНИЕ1. ВВЕДЕНИЕ2. НАЗНАЧЕНИЕ

189. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛОКА СОГЛАСОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ4. КОМПЛЕКТНОСТЬ

190. ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БЛОКА СОГЛАСОВАНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ6. УСЛОВИЯ РАБОТЫ

191. УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ