Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки
Разработан привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки на основе применения шагового двигателя для пружинного дозирования усилия сжатия. Привод позволяет реализовать сложные циклограммы сжатия электродов и программное изменение скорости их перемещения. A compression drive for...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101090 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки / Ю.Н. Ланкин, В.Ф. Семикин, П.П. Осечков, Е.Н. Байштрук // Автоматическая сварка. — 2012. — № 2 (706). — С. 54-56. — Бібліогр.: 2 — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859582354104778752 |
|---|---|
| author | Ланкин, Ю.Н. Семикин, В.Ф. Осечков, П.П. Байштрук, Е.Н. |
| author_facet | Ланкин, Ю.Н. Семикин, В.Ф. Осечков, П.П. Байштрук, Е.Н. |
| citation_txt | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки / Ю.Н. Ланкин, В.Ф. Семикин, П.П. Осечков, Е.Н. Байштрук // Автоматическая сварка. — 2012. — № 2 (706). — С. 54-56. — Бібліогр.: 2 — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Разработан привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки на основе применения шагового двигателя для пружинного дозирования усилия сжатия. Привод позволяет реализовать сложные циклограммы сжатия электродов и программное изменение скорости их перемещения.
A compression drive for electrodes of resistance spot microwelding machines was developed, which is based on application of step motor for spring dosing of the compression force. The drive allows realization of complex cyclograms of electrode compression and programmed change of their displacement velocities.
|
| first_indexed | 2025-11-27T06:53:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.791.763.1.039
ПРИВОД СЖАТИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ МАШИН
КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ МИКРОСВАРКИ
Ю. Н. ЛАНКИН, д-р техн. наук, В. Ф. СЕМИКИН, канд. техн. наук,
П. П. ОСЕЧКОВ, Е. Н. БАЙШТРУК, инженеры (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Разработан привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки на основе применения шагового
двигателя для пружинного дозирования усилия сжатия. Привод позволяет реализовать сложные циклограммы
сжатия электродов и программное изменение скорости их перемещения.
К л ю ч е в ы е с л о в а : контактная точечная микросварка,
привод сжатия электродов, микроуправление
Привод сжатия электродов для машин контактной
точечной сварки должен обеспечивать перемеще-
ние верхнего электрода относительно неподвижно-
го нижнего и сжатие свариваемых деталей с за-
данным усилием. В машинах контактной точечной
микросварки рабочий ход подвижного электрода
обычно составляет 5…20 мм, а усилие сжатия элек-
тродов регулируется в пределах 1…80 Н [1].
Исходя из особенностей процесса контактной
точечной сварки схема ее оптимальной циклог-
раммы должна соответствовать приведенной на
рис. 1 [2]. Циклограмма имеет три стадии: I, II и
III. На I стадии предварительное обжатие Fобж
служит для устранения зазоров между деталями,
получения требуемых значений контактных соп-
ротивлений электрод–деталь в холодном состо-
янии. Монотонное нарастание Fсв на II стадии
позволяет поддерживать стабильное давление
между деталями несмотря на рост площади кон-
такта и диаметра жидкого ядра. На III стадии мож-
но выделить два участка а и б: на небольшом
первом участке Fсв является постоянным (обычно
в течение 0,03…0,10 с) для некоторого охлажде-
ния наружных слоев металла деталей и предуп-
реждения глубоких вмятин при проковке; на вто-
ром — прикладывают и поддерживают длитель-
ное ковочное усилие Fк для снижения растягива-
ющих напряжений, уменьшения короблений узлов,
предупреждения горячих трещин и раковин. Однако
на практике циклограмму усилия упрощают в за-
висимости от толщины, свойств, конфигурации и
ответственности узлов, качества сборки, а также ре-
альных возможностей сварочного оборудования.
В машинах для контактной точечной микро-
сварки с целью перемещения подвижного элект-
рода и получения усилия сжатия свариваемых де-
талей применяют следующие приводы: педально-
грузовой, пружинный, пневматический, гидравли-
ческий, электромагнитный и пневмогидравличес-
кий. Для машин контактной точечной микросвар-
ки малых толщин широкое распространение по-
лучили пружинные приводы [1], создающие уси-
лие за счет сжатия пружин, которое производится
путем нажатия ножной педали сварщиком с по-
мощью отдельного пневмопривода, электромаг-
нита или электропривода с эксцентриком.
Ниже описывается пружинный привод пере-
мещения и сжатия электродов на основе линей-
ного привода с шаговым двигателем (ШД). Ки-
нематическая схема привода приведена на рис. 2.
Корпус 7 привода перемещения и сжатия элект-
родов неподвижен и крепится к станине машины
для контактной точечной микросварки. Электрод
8 совместно со стаканом 4 перемещается по фто-
ропластовым направляющим 5 относительно кор-
пуса 7. Перед сваркой электрод 8 вместе со ста-
каном 4 находится в верхнем положении, т. е.
электрод поднят. При включении двигателя 1 «на
вращение» начинает вращаться соединенный с ва-
лом двигателя винт 2. В результате гайка 3 пе-
ремещается по винту вниз. Гайка через пружину
6 воздействует на стакан 4 и связанный с ним
электрод 8. Последний перемещается вниз до ка-
сания поверхности свариваемой детали. Ввиду ма-
© Ю. Н. Ланкин, В. Ф. Семикин, П. П. Осечков, Е. Н. Байштрук, 2012
Рис. 1. Схема оптимальной циклограммы точечной сварки:
iсв — ток сварки; i′под — ток подогрева; i′′под — послесвароч-
ный ток подогрева
54 2/2012
лости силы трения скольжения в контакте поли-
рованный стакан 4 – фторопластовые направляю-
щие 5 пружина 6 практически не сжимается.
После касания электродом поверхности свари-
ваемой детали движение электрода прекращается
и перемещающаяся вниз гайка 3 начинает сжи-
мать пружину 6. Усилие сжатия пружины пере-
дается электроду 8, создавая сварочное усилие.
Значение этого усилия пропорционально сжатию
пружины, т. е. ходу гайки, и легко регулируется
количеством шагов ШД 1 после касания электрода
свариваемого изделия.
Для получения качественных микросварных
соединений при сварке проволоки с листом, про-
волоки с проволокой и т. д. необходимо, чтобы
механизм сжатия имел малую инерционность [1].
Разработанный привод полностью отвечает этому
требованию. В нем масса подвижной части опре-
деляется массами только электрода 8 и стакана
4, т. е. минимальна.
Применение ШД значительно упрощает сис-
тему управления, так как не требуются датчики
перемещения для определения перемещения элек-
трода и сжатия пружины. Структурная схема уп-
равления приводом сжатия электродов приведена
на рис. 3. Основные функции управления выпол-
няет микроконтроллер 3 компании «Microchip».
На его входы подаются сигналы с пульта управ-
ления 2 и датчика 1 касания электродов сварива-
емого изделия. Микроконтроллер 3 подает сигна-
лы управления на контроллер ШД 4. Выходные
сигналы контроллера 4 управляют полномосто-
вым драйвером 5, к которому подключен ШД 6.
Униполярный четырехобмоточный ШД с пос-
тоянными магнитами ДШИ-200-2 обеспечивает
крутящий момент 0,225 Н⋅м на частоте приемис-
тости 1000 Гц.
Угол поворота вала двигателя при отработке од-
ного управляющего импульса составляет 1,8о (200
имп./об). Микроконтроллер 3 подает на контрол-
лер двигателя 4 серию импульсов, частота кото-
рых определяет скорость двигателя, а количест-
во — угол поворота вала, следовательно, длину
перемещения гайки 3 (рис. 2). Кроме того, мик-
роконтроллер задает направление вращения и
длину шага двигателя. Контроллер 4 позволяет
уменьшать шаг двигателя вдвое (от 1,8 до
0,9 град/шаг) для получения более плавного хода
двигателя.
На пульте управления 2 расположены кнопки
задания режима и включения сварки, а также ал-
фавитно-цифровой дисплей параметров.
Максимальная частота приемистости ДШИ-
200 (максимальная управляющая частота, при ко-
торой ненагруженный двигатель может запускать-
ся и останавливаться без пропуска шагов) состав-
ляет 1000 Гц. Для достижения большей скорости
вращения применяется плавный разгон путем пос-
тепенного повышения управляющей частоты. Для
нашего привода плавный разгон позволил увели-
чить частоту шагов ШД вдвое по сравнению с
частотой приемистости.
Благодаря применению ШД и микропроцес-
сорного управления разработанный привод дает
возможность реализовать любой алгоритм пере-
мещения и сжатия электродов, например указан-
ные в работе [1]. На рис. 4 приведена реализация
отработки циклограммы перемещения и усилия
сжатия электродов, сходная с изображенной на
рис. 1. Усилие сжатия электродов задается коли-
чеством шагов ШД. Максимальное усилие сжатия,
составляющее 60 Н, изменяется с дискретностью
0,07 Н и максимальной скоростью 120 Н/с.
Как и для усилия сжатия электродов, длина
перемещения электрода определяется количест-
вом шагов ШД путем подачи на него с микрокон-
Рис. 2. Кинематическая схема пружинного механизма приво-
да сжатия электродов с шаговым двигателем: 1–8 — см. в
тексте
Рис. 3. Структурная схема управления приводом сжатия элек-
тродов: 1–6 — см. в тексте
2/2012 55
троллера заданного количества управляющих им-
пульсов, а скорость перемещения — частотой
этих импульсов. Указанные параметры могут из-
меняться в широких пределах. Максимальный ход
электрода — 10 мм, дискретность задания пере-
мещения — 0,07 мм и максимальная скорость пе-
ремещения — 14 мм/c. Привод позволяет осу-
ществлять безударную работу электродов путем
программного снижения скорости ШД перед ка-
санием электрода свариваемого изделия. Благо-
даря этому уменьшается механический износ ра-
бочего торца электрода и увеличивается интервал
времени между заточками, повышается произво-
дительность и увеличивается срок службы элек-
тродов.
Заключение. Разработанный привод сжатия
электродов для машин контактной точечной мик-
росварки обеспечивает прецизионную отработку за-
дания перемещения и изменения усилия сжатия
электродов по программам любой сложности. При-
вод характеризуется компактностью, относитель-
ной простотой и малой инерционностью подвижной
части. Его недостатком является меньшее быстро-
действие по сравнению с пневматическими и гид-
равлическими приводами сжатия электродов.
1. Моравский В. Э., Ворона Д. С. Технология и оборудова-
ние для точечной и рельефной конденсаторной свар-
ки. — Киев: Наук. думка, 1985. — 272 с.
2. Технология и оборудование контактной сварки / Б. Д.
Орлов, А. А. Чакалев, Ю. В. Дмитриев и др. — М.: Ма-
шиностроение, 1986. — 352 с.
A compression drive for electrodes of resistance spot microwelding machines was developed, which is based on application
of step motor for spring dosing of the compression force. The drive allows realization of complex cyclograms of electrode
compression and programmed change of their displacement velocities.
Поступила в редакцию 15.11.2011
Рис. 4. Циклограмма работы привода перемещения и сжатия
электродов (h — путь перемещения электрода)
Неразрушающий контроль в Украине: Справочник / Под ред. В. А. Троицкого
и Ю. Н. Посыпайко. — Киев: Украинское о-во неразрушающего контроля, 2012.
— 144 с.
Приведены сведения об организациях Украины, связанных с использованием физических
методов неразрушающего контроля (акустических, радиационных, электромагнитных,
проникающих веществ и др.) для оценки качества материалов и ответственных сооружений,
о предприятиях, изготавливающих и поставляющих приборы, материалы и оборудование
для дефектоскопии и технической диагностики, осуществляющих подготовку и сертифи-
кацию специалистов по неразрушающему контролю, а также о стандартизации и метрологии
в области неразрушающего контроля. Приведена информация об Украинском обществе
неразрушающего контроля и технической диагностики, итогах профессиональных кон-
курсов, научных конференциях, практических семинарах и других мероприятиях, которые
проводятся в Украине для пропаганды физических методов неразрушающего контроля
качества ответственных сооружений.
По вопросу приобретения справочника следует обращаться в редакцию журнала
«Техническая диагностика и неразрушающий контроль»
(тел. +38 (044) 205 23 90)
ВЫХОДИТ В СВЕТ!
56 2/2012
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101090 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T06:53:12Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ланкин, Ю.Н. Семикин, В.Ф. Осечков, П.П. Байштрук, Е.Н. 2016-05-31T05:32:04Z 2016-05-31T05:32:04Z 2012 Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки / Ю.Н. Ланкин, В.Ф. Семикин, П.П. Осечков, Е.Н. Байштрук // Автоматическая сварка. — 2012. — № 2 (706). — С. 54-56. — Бібліогр.: 2 — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101090 621.791.763.1.039 Разработан привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки на основе применения шагового двигателя для пружинного дозирования усилия сжатия. Привод позволяет реализовать сложные циклограммы сжатия электродов и программное изменение скорости их перемещения. A compression drive for electrodes of resistance spot microwelding machines was developed, which is based on application of step motor for spring dosing of the compression force. The drive allows realization of complex cyclograms of electrode compression and programmed change of their displacement velocities. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки Drive for compression of electrodes for resistance spot microwelding machines Article published earlier |
| spellingShingle | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки Ланкин, Ю.Н. Семикин, В.Ф. Осечков, П.П. Байштрук, Е.Н. Производственный раздел |
| title | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки |
| title_alt | Drive for compression of electrodes for resistance spot microwelding machines |
| title_full | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки |
| title_fullStr | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки |
| title_full_unstemmed | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки |
| title_short | Привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки |
| title_sort | привод сжатия электродов для машин контактной точечной микросварки |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101090 |
| work_keys_str_mv | AT lankinûn privodsžatiâélektrodovdlâmašinkontaktnoitočečnoimikrosvarki AT semikinvf privodsžatiâélektrodovdlâmašinkontaktnoitočečnoimikrosvarki AT osečkovpp privodsžatiâélektrodovdlâmašinkontaktnoitočečnoimikrosvarki AT baištruken privodsžatiâélektrodovdlâmašinkontaktnoitočečnoimikrosvarki AT lankinûn driveforcompressionofelectrodesforresistancespotmicroweldingmachines AT semikinvf driveforcompressionofelectrodesforresistancespotmicroweldingmachines AT osečkovpp driveforcompressionofelectrodesforresistancespotmicroweldingmachines AT baištruken driveforcompressionofelectrodesforresistancespotmicroweldingmachines |