книги из ГПНТБ / Львов Н.С. Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов

сто выделить полезный сигнал при наличии шумов, улучшить показатели качества регулирования.

Статистические методы при контроле сварочных процессов.

При решении проблем централизации контроля сварочного про­ изводства и комплексной автоматизации сварочных процессов все более выявляется необходимость в использовании статисти­ ческих методов.

Сварочное производство сложных объемных конструкций во многом строго регламентировано по времени и месту, расходо­ ванию энергии и материалов, по рабочей силе и ее квалифика­ ции и т. д. Несмотря на это контроль на всех этапах изготовле­

внимание непостоянство атмосферных условий и учитывать пси­ хологические факторы.

Технические средства для контроля и оценки всех этих фак­ торов в ходе технологического процесса пока не созданы. Конт­ роль же, который проводится по готовому изделию, не только отнимает много времени и не дает 100%-ной уверенности в на­ дежности изделия, но и не дает представления о том, какие организационные, технологические и психологические резервы остались неиспользованными. Недостаток послеоперационного контроля еще и в том, что он пассивен, что только на следую­ щем изделии результаты его могут быть использованы, да и то при условии, если ситуация будет полностью повторяться.

В сварочном производстве в отличие от машиностроительно­ го при возникновении брака совсем необязательно его повторе­ ние. Переход к новому положению при сварке, использование нового электрода взамен израсходованного при сварке обма­ занными электродами, завершение работы в трудной ситуации и переход к более простой, а также и наоборот— все это услож­ няет статистический контроль, а в ряде случаев исключает его совсем из-за полного несовпадения исходных данных. Основной смысл и конечная цель статистического контроля процессов сварочного производства должна, очевидно, заключаться не столько в получении результатов, сколько в использовании их

сцелью получения высококачественных сварных соединений.

Впроизводстве преобладает пассивный приемочный контроль сварных швов различными физическими методами, а его пре­ дупредительные функции используются редко. Существующие объемы контроля постоянны и не связаны с уровнем техноло­ гии, тогда как целесообразно было бы с целью стимулирования улучшения технологии сварки снижать нормы контроля с ро­ стом уровня технологии, ибо уровень дефектности при этом па-

дает. Чтобы сделать существующий контроль активным, необ­ ходимо прежде всего повысить его оперативность, а информа­ цию о качестве связать функционально с параметрами и усло­ виями технологии, упорядочив сбор информации с помощью специальных карт контроля и применив для обработки и ана­ лиза ее статистические методы. Применение такой методики позволяет перейти от пассивной констатации дефектности к ана­ лизу дефектов и их предупреждению, т. е. к созданию системы так называемого статистического управления качеством сварки. Разработана методика в МВТУ им. Баумана [16].

Обращение к статистическим методам целесообразно при проектировании систем централизованного контроля. Большое число разнообразных параметров, характеризующих используе­ мые способы сварки, не может быть проанализировано без об­ ращения к их статистическим характеристикам — математиче­ скому ожиданию, дисперсии, корреляционной функции и т. п. Обработка результатов контроля, если даже они получены без использования автоматических устройств, невозможна в этом случае без применения методов статистики. Если же сбор све­ дений осуществляет система автоматического контроля, то бу­ дет нелогично не завершить эту систему каким-либо вычисли­ тельным устройством, работающим по статистическому алгорит­ му. Построение и исследование такой статистической системы также невозможно без обращения к вероятностным методам.

Как разработка совершенной методики контроля, так и соз­ дание аппаратуры контроля процессов сварочного производства невозможны сейчас без широкого привлечения теории инфор­ мации, теории вероятности и математической статистики. Целе­ сообразность обращения к этим методам исследования и синте­ за процессов и систем обосновывается случайным характером не только возмущений, но и самих контролируемых параметров, а также большим числом факторов, влияющих на контролируе­ мые процессы и на аппаратуру контроля.

В большинстве случаев некоторые параметры сварочного процесса не только случайны, но и взаимно зависимы. В этом случае их необходимо рассматривать как составляющие много­ мерной контролируемой величины, между такими составляю­ щими необходимо выявить корреляционную связь. Учет корре­

число операций контроля. Найденные корреляции могут быть положены в основу будущих систем комплексной автоматиза­ ции сварки. Отыскание корреляционных связей необходимо и в тех случаях, когда невозможны прямые методы контроля. Ис­ пользование такой связи, например между температурой по­

Обращение к статистическим методам контроля полезно еще и по той причине, что накопленные при этом сведения позволят более целесообразно проектировать сварочное оборудование. До сих пор еще не делалось попыток связать вопросы проек­ тирования со случайным характером параметров процесса сварки. Расценивать этот факт можно лишь как недооценку ста­ тистического подхода. Использование теории вероятностей и математической статистики позволит сознательно и обоснованно решать такие важные и сложные вопросы, как выбор парамет­ ров и характеристик динамических звеньев, обеспечивающих вы­ сокую точность работы систем автоматизации сварочных процес­ сов при наличии помех [76].

Проектирование оптимального по точности и другим задан­ ным показателям качества сварочного оборудования возможно при условии, что в распоряжении проектировщиков имеется в необходимом объеме информация об объекте. Для того чтобы получить, накопить и обработать ее, необходима специальная измерительная аппаратура для экспериментального исследова­ ния производственных процессов и анализа результатов измере­

элементах, сигнал записывается на ферромагнитной ленте, в це­ лом аппаратура характеризуется компактностью.

1 Работа проводилась под руководством В. М. Макарова, при участии Б. П. Платонова, Г. С. Демидова, А. А. Бирюлина.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Автоматизация производства и промышленная электроника. Гл. ред.

А.И. Берг и В. А. Трапезников. Энциклопедия современной техники. Т. Iі—4. М., «Советская энциклопедия», 1965.

2.Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., «Машино­

строение», 1965.

- 8. Акулов А. И., Гладков Э. А. ^Бесконтактный комбинированный диффе­ ренциальный датчик для направления сварочной головки по стыку. «Автома­ тическая сварка», 1967, l№ 5.

4. Алекин Л. Е. Прибор для защиты шлейфов при осциллографировании напряжения сварочной дуги. «Сварочное производство», 1965, № 8.

v 5. Алекин Л. Е., Лаврентьев В. В. Расчет ошибок регулирования автома­ тов при характерных возмущениях по длине дуги. «Сварочное производство», 1971, № 4.

6. Алекин Л. Е. Способы улучшения качества регулирования дуговых ав­ томатов типа АРДС в заводских условиях. В сб. трудов МВТУ № 136 «Ис­ точники питания и автоматизация процесса сварки». Изд. МВТУ, 1970.

7. Артеменко И. Н. Линия задержки на тиратронах с холодным катодом. «Радио», 1965 № 9.

8.Бекешко Н. А., Попов Ю. А. Современное состояние термографического метода неразрушающего контроля сварных соединений. «Сварочное производ­ ство», 1970, № 7.

9.Букаров В. А., Ищенко Ю. С. и др. Импульсно-дуговая сварка неплавящимся электродом труб из алюминиевых сплавов. «Сварочное производст­ во», 1970, № 11.

10.Булатов Ю. В., Лосева Г. И. Влияние характеристик потока защитных

газов на устойчивость малоамперной дуги. «Сварочное производство», 1970,

№1 1 .

11.Вагнер Ф. А., Степанов В. В. Автомат для аргоно-дуговой сварки пуль­ сирующей дугой неповоротных стыков толстостенных труб. «Сварочное произ­ водство», 1967, № 8.

12.Вайнер Ш. А., Вайнер С. А. Фотокопировальные системы управления технологическим оборудованием. М., «Машиностроение», 1971.

13.Вайсбанд Я. С. и др. Телевизионная следящая система для автоматическоге направления электрода по стыку. «Автоматическая сварка», 1971, № 7.

114. Верхопятницкий П. Д. Электрические элементы автоматики. Л., Судпромгиз, 1963.

15.Волченко В. Н., Дедков Л. К. Автоматическое слежение по сварному стыку и зазору. В сб. трудов МВТУ «Автоматизация и технология процессов сварки», М., «Машиностроение», 1966.

16.Волченко В. Н. Возможности статистического управления качеством сварных соединений. «Сварочное производство», 1971, № 4.

17.Гладков Э. А., Соколов О. И. Следящая система для направления сва­ рочных электродов по стыку при сварке прямошовных труб большого диамет­ ра. «Сварочное производство», 1970, № 2.

18.Демченко К. М. и др. Система автоматического направления электрода по стыку свариваемых кромок. «Сварочное производство», 1970, № 2.

19.Жуковский Б. Д., Зильберштейн Л. И., Петрунин К. П. Влияние пред­ варительного подогрева на скорость аргоно-дуговой сварки. «Сварочное про­ изводство», 1968, № 9.

'20. Игошин А. П., Сивцов В. И. Моделирование сварочных процессов с помощью вычислительных устройств. «Известия вузов. Электромеханика», Но­ вочеркасск, Изд. Новочеркасского политехнического института, 1967, № 2.

'21. Игошин А. П., Львов Н. С. Динамика связи температура—глубина проплавлення шва. В сб. трудов МВТУ № її32 «Технология и автоматизация процессов сварки и пайки», М., «Машиностроение», 1969.

22.Игошин А. П. К оценке действия возмущений на качество сварных швов при автоматической дуговой сварке. В сб. трудов МВТУ № 186 «Источ­ ники питания и автоматизация процесса сварки». Изд. МВТУ, 1970.

23.Игошин А. П. О возможности применения цифровых вычислительных машин в сварочном производстве. В сб. трудов МВТУ «Автоматизация, ме­

26.Исаченко В. К. Некоторые особенности применения фотоэлектрических датчиков в системах контроля и регулирования сварочных процессов. «Свароч­ ное производство», 1968, № 4.

27.Ищенко 'Ю. С. Обеспечение постоянства теплового режима аргоно-ду­ говой сварки кольцевых швов. «Сварочное производство», 1966, № 8.

28.Ищенко Ю. С. Технологические способы программного управления при сварке неповоротных стыков труб. В сб. «Применение следящих, копироваль­ ных и программных систем для сварки, наплавки и резки металла», Волгоград, Изд. ВНИИТМ, 1967.

29.Ищенко Ю. С. и др. Использование термопары в качестве датчика

обратной связи по формированию шва. «Сварочное производство», 1968, № 8 .

30.Клокова Н. П. Тензодатчики для измерений при повышенных темпе­ ратурах. М., «Машиностроение», 1966.

31.Козлов В. С, Савицкий А. А. Определение глубины проплавлення ра­

диационным методом при сварке. «Сварочное производство», 1971, № 111.

32.Колюбакин С. А. и др. Система автоматического направления электро­ да по стыку при аргоно-дуговой сварке. «Автоматическая сварка», Ш69, № 10.

33.Кондратьев А. Г., Лукин М. И. Техника промышленного телевидения. Лениздат, 1970.

34.Кудрявцев М. А., Разоренов Н. Е. Использование излучения очага плавления дуги для регулирования режима дуговой сварки. «Сварочное про­ изводство», Ю70, № 7.

35.Кутепов Ю. Н. и др. Система автоматического регулирования вылета электрода трактора АДПГ-500. «Сварочное производство», 1968, № 12.

36.Лисица М. П., Бережинский Л. И., Баллах М. Я. Волоконная оптика. Киев, «Техника», 1968.

37.Литвак В. И. Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управ­ ления и регулирования. М., «Наука», 1966.

38.Лившиц М. Г. и др. Устройство с постоянной скоростью подачи для полуавтоматической сварки многоамперной дугой. «Сварочное производство», 1969, № 9.

39. Львов Н. С. Автоматизация сварки стыка произвольного направления. В сб. трудов МВТУ № 97 «Системы автоматического регулирования и управ­ ления». М., «Машиностроение», 1959.

40. Львов Н. С, Игошин А. П. Сварочный аппарат для автоматической электродуговой сварки криволинейных стыков. В сб. трудов МВТУ № ІІ01 «Сварка цветных сплавов, редких металлов и пластмасс», М., Оборонгиз, 1961.

41.Львов Н. С , Игошин А. П. Автомат для электродуговой сварки криво­ линейных стыков. М„ изд. ЦИТЭИН, М-61-44І/29, 1961.

42.Львов Н. С. Фотоэлектрическое устройство для автоматического сор­ тирования изделий. В сб. «В помощь радиолюбителю», вып. 11, изд. ДОСААФ, 1961.

43.Львов Н. С. Автоматизация направления сварочной головки по криво­ линейному стыку. «Автоматическая сварка», 1962, № 10.

44.Львов Н. С. Следящая система с индуктивно-индукционным датчиком для электродуговой сварки. М., изд. ГОСИНТИ, 29-63-665/9, 1963.

45.Львов Н. С, Игошин А. П., Муренко Л. Л. Регулятор длины дуги для

.электродуговой сварки неплавящимся электродом. М., изд. ГОСИНТИ, 4-63- 314/23, 1963.

46.Львов Н. С, Акулов А. И. Использование радиоактивных изотопов для

.автоматизации сварочных процессов, «Механизация и автоматизация произ­ водства», 1963, № 7.

47.Львов Н. С. Комбинированный высокочастотный датчик перемещения сварочной головки. «Приборостроение», 1963, № 8.

48.Львов Н. С, Акулов А. И. Перспективы автоматизации дуговой сварки. «Механизация и автоматизация производства», 1964, № 4.

49.Львов Н. С. Комбинированная система автоматизации электродуговой

сварки. «Известия вузов. Машиностроение», изд. МВТУ, 1966, № 10.

50.Львов Н. С, Игошин А. П., Сивцов В. И., Каюмов А. Г. О построе­ нии систем автоматического регулирования проплавлення шва при дуговой сварке. В сб. трудов МВТУ «Автоматизация, механизация и технология" про­ цессов сварки». М., «Машиностроение», 1966.

51.Львов Н. С. Автоматическая ориентация сварочной головки при дуго­ вой сварке. В сб. трудов МВТУ «Автоматизация, механизация и технология процессов сварки». М., «Машиностроение», 1966.

'52. Львов Н. С. Автоматизация направления сварочной головки по стыку. М., «Машиностроение», Ш66.

53.Львов Н. С, Игошин А. П., Сурков В. Б. Способ компенсации ошибки превышения кромок стыка в следящих системах для дуговой сварки. «Свароч­ ное производство», 1967, № 9.

54.Львов Н. С. Автоматизация учета рабочего времени сварщика при руч­ ной дуговой сварке. М., изд. ГОСИНТИ, 13-67-1537/65, 1967.

55.Львов Н. С, Игошин А. П. Основные принципы создания самонастраи­

вающихся регуляторов режима дуги. «Автоматическая сварка», 1969, № 110.

56.Львов Н. С. Автоматизация процесса электродуговой сварки с по­ мощью комплекса систем регулирования. «Сварочное производство», 1969, № 6.

57.Львов Н. С. Основные методы автоматизации учета машинного вре­ мени при ручной дуговой сварке. В сб. трудов МВТУ № 132 «Технология и

№5.

60.М'акаров В. М. Полупроводниковая система импульсно-фазового уп­ равления тиристорными преобразователями. В сб. трудов МВТУ № 136

«Источники питания и автоматизация процесса сварки», изд. МВТУ, 1970.

61.Макаров А. К., Свердлин В. М. Автоматические устройства контроля уровня. М., «Энергия», 1966.

62.Мироненко А. В. Фотоэлектрические измерительные системы. М., «Энергия», 1967.

63.Мойш О. В., Токмаков В. С. Рентгено-телевизионная установка РЭТУ-1 для контроля качества сварных швов труб большого диаметра. «Сварочное производство», 11071, № 12.

64.Мурин Г. А. Теплотехнические измерения. М., «Энергия», Ю68.

65.Патон Б. Е., Лебедев В. К. Электрооборудование для контактной сварки. М., «Машиностроение», 1969.

66.Патон Б. Е., Лебедев В. К. Электрооборудование для дуговой и шлаковой сварки. М., «Машиностроение», 1966.

67.Паченцев Ю. А., Колюбакин С. А. и Соломаха М. И. Аппаратура для автоматической заварки кратера шва на трубах большого диаметра. «Автоматическая сварка», 1971, № б.

©8. Полнарев А. М. Автоматизация управления процессом сварки стаци­ онарной электрической дугой плавящимся электродом. «Автоматическая свар­ ка», 1969, № 10.

69.Попов В. С. Электротехнические измерения. М., «Энергия», 1968.

70.Ракша Р. А., Разиков М. И. Прибор для контроля и учета работы

7,2. Саламатов Г. П., Шалаев А. А. Приставка к источнику питания ИПИД-600 для сварки замкнутых швов. «Автоматическая сварка», ,1970, № 3.

73. Свечарник Д . В. Дистанционные передачи, М.—Л., «Энергия», 1966.

74.Слепушкин Е. И., Щитова В. М., Сергеев К). Е. Исследование много­ связной нелинейной системы автоматического регулирования дуговой сварки криволинейных швов. («Автоматическая сварка», 197,1', № 1і2.

75.Смирнов В. В. Следящие системы для стабилизации длины дуги при аргоно-дуговой сварке металлов. В сб. «Применение следящих, копироваль­ ных и программных систем для сварки, наплавки и резки металла», Волго­ град, изд. ВНИИТМ, 1967.

76.Современные методы проектирования систем автоматического управ­ ления. Под ред. Б. Н. Петрова, В. В. Солодовникова и Ю. И. Топчеева. М., «Машиностроение», 1967.

77. Солнцев А. А., Ефимов И. И. Контроль сварочных процессов с помо­ щью телевидения. «Сварочное производство», 1969, № 5.

78.Срибнер Л. А. Бесконтактные путевые переключатели повышенной точности. М., «Энергия», 1967.

79.Столбов Ю. И. Автоматический регулятор длины дуги сварочных автоматов. «Сварочное производство», 1970, № 1.

80.Тимченко В. А., Чвертко А. И. Программное управление перемеще­ ниями рабочих органов сварочного оборудования. «Автоматическая сварка», 1970, № 3.

Й1. Трефилов В. Ф. Системы автоматического управления приводами автомата для дуговой сварки криволинейных поверхностей. «Автоматическая сварка», 1970, № 9.

82.Трефилов В. Ф. и др. Автоматическое управление скоростью подаче проволоки и током сварки. «Сварочное производство», .1071, № 2.

83.Чвертко А. И., Тимченко В. А. Оборудование с программным управ­ лением для автоматизации сварочных операций. «Автоматическая сварка», 1970, № 4.

і84. Чернышев Г. Г., Акулов А. И. Программирование режимов автома­ тической сварки неповоротных стыков труб. «Автоматическая сварка», 1970, № 8.

85. Чернышев Г. Г., Акулов А. И. Регулирование размеров и формы сва­ рочной ванны и шва при сварке в С 0 2 с поперечными колебаниями элек­ трода. «Сварочное производство», 1970, № 10.

86. Шергов И. В., Крюковский В. Н., Воронин Д. В. Наблюдение про­ цесса сварки с помощью телевизионной аппаратуры. «Сварочное производ­ ство», 1969, № б.

&7. Широковский Р. М. Автоматическое направление электродов по оси стыка при сварке спиральношовных труб. В сб. «Применение следящих, ко­ пировальных и программных систем для сварки, наплавки и резки металла», Волгоград, изд. ВНИИТМ, 1967.

88. Шнайдер Б. И., Сергеев Ю. Е. и др. Регулирование процесса автома­ тической аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом тонколистовых изделий с криволинейным контуром. «Автоматическая сварка», 1970, № 12.

89.Юрченко Ю. Ф. и др. Монтаж и сварка трубопроводов из коррозионностойких сталей в атомной промышленности. М., «Атомиздат», 1966.

90.Altrichter S. Rechenprogramme fur das C 0 2 — Fullschweifien. ZIS — "Mitteilungen", 1970, N 9.

91.Einicke H. Steuern und Regeln von Lichtbogen —• Schweifiparametern. ZIS — "Mitteilungen", 1970, N 9.

92.Hamlin W. O. Infared temperature meausuzements. "Electronics World", 1968, v. 79, N 2.

93.Infared temperature control gives better welds. "Metalworking Produc­ tion", 1967, N 9.

94.Mc Campbell W. M. et ol. The Development of a Weld Intelligence Sys­ tem. "Welding Journal", 1966, v. 45, N 3.

97.Saenger I. F. Gas Tungsten — Arc Hot Wire Welding — A Versatile New Production Tool. "Welding Journal", 1970, v. 49, N 5.

98.Schulze W. Einsatz von Differentialtransformatoren in der Schweifitechnik. "Messen Steuern Regeln", 1968, N 11.

Издательство «МАШИНОСТРОЕНИЕ». Москва, Б-78, 1-й Басманный пер., 3

Московская типография № 32 «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.

Москва, К-51, Цветной бульвар, д. 26.