Устройство для контроля качества электросварки на корпусах для изготовления банок — SU 1838063 (original) (raw)

(19 5 Ц 5 В 23 К 11 ЕНТУ 1) 4742629/082) 15.12.896) 30.08.93. Бюл. Ь 321) 4655/882) 16.12.883) СН СТР во соования метров ления и, вто- о троник АГ (СН)еесли (СН)т ЕР Ь 153298 А 211/24, 1985. ате 23 е ам 3 и при 4 верхнимполупер оздднию тельных попе ем имаемыроликовсварной свлуперно ту при помм электроого тока ой точк ах свар угую по ом ия - снижение вероя Цель изобр ти ошибок. На фиг, 1 пр для контроля пусах для из хема задатчи едставлена схе качества элект отселения бан ка параметро ки для разъясн ; на фиг,5 а, б,оистина иг. 2 ок; нав сваения Зи сущно- зов схемы рдм приме- такж нтроля под тени ени ойи я ствляемого с стоянного ко чества электовления бамашиной для ом токе, коа хоботом 1, рпуса 2 (на ариваются в жду установ- роликовым ОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к устройствамонтроля качества при изготовлении ба разьясн я осуще ением устр ства по чества,Устройство для контроля каосварки на корпусах для изго ок описывается в сочетании с оликовой сварки на переменнрая согласно фиг, 1 снабжен а котором перемещаются ко иг. 1 направо) и при этом св бласти продольного шва менным на хоботе 1 нижним(54) У ОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОСВАРКИ НА КОРПУСАХ ДЛЯ ЙЗГОТОВЛЕНИЯ БАНОК(57) Сущность изобретения: устройст держит блок 6 измерения и преобраз параметров сварки, задатчик 7 пара сварки, содержащий блок опреде среднего профиля параметров сварк рой блок памяти и блок определения и лосы допуска, а также первый блок 8 памяти, блок 9 сравнения и блок 14 регулирования и сигнализации, 5 ил,5.Каждыи иод очн. Ы водит к с од арн и, В последова по иод ный ток имеет р ен и др лярность,авйУстройство содержит последовательно ОО соединенные блок 6 измерения и преобраания параметров сварки, задатчик 7 паетров сварки и первый блок 8 памяти, ае блок 9 сравнения, первым входом 10ключенный к блоку 6 измерения и пре- О образования параметров сварки, вторым 6 д входом 11 - к первому блоку 8 памяти, а выходом 12 - через информационную шину 13 к блоку 14 регулирования и сигнализа- ( ) ции, Задатчик 7 параметров сварки содержит последовательно соединенные блок 15 определения среднего профиля параметров сварки, второй блок 16 памяти и блок 17 определения полосы допуска, управляющиевходы 18, 19 которого соединены с блоком 20 задания фактора чувствительности.Блок 14 регулирования и сигнализации содержит печатающее приспособление 21, печатающее результаты сравнения, индикаторное приспособление 22, указывающее результаты сравнения, сигнальную лампу 23, указывающую на наличие "качественного" (хорошего) корпуса, сигнальную лампу 24, указывающую на наличие "некачественного" (плохого) корпуса, выбрасыватель 25, подключенный к сигнальной лампе 24, и регулятор 26, предназначенный для корректирующей регулировки измеряемых параметров сварки, если возникает тенденция к отклонению.Блок 20 задания фактора чувствительности включает неизображенную на фигурах оссациативную память, в которой зарегистрированы факторы чувствительности, через входы 27, 28, блока 20 адресуемые в соответствии с выбранными чувствительностями Е 1, Е 2, Выбираемость чувствительности Е 1, Е 2 символически изображена потенциометрами 29, 30, Ассоциативную память можно заменить микропроцессорами для вычисления факторов чувствительности,Устройство работает следующим образом,На машине, например, на верхнем роликовом электроде 5 согласно фиг. 1 с помощью неизображенных на фигурах датчиков измеряется один или несколько параметров сварки Ер, Параметром сварки Ер может являться, например, сварочный ток, напряжение на месте сварки, произведение этих параметров (мощность/энергия), температура на шве, путь самоустанавливающейся головки, несущей верхний роликовый электрод 5, и т.д, В блоке 6 каждый параметр сварки Ер обрабатывается с тем, чтобы на каждую сварочную точку ( означает 1, 2, 3 и) формировалось цифровое числовое значение, Такая обработка может заключаться в том, что электрические сигналы, поступающие от датчиков, фильтруются в целях удаления суперпозиционированных сигналов помехи. Другая возможность обработки в блоке 6 измеряемых величин заключается в вычислении упомянутого произведения сварочного тока и напряжения и его интегрировании над длительностью одной сварочной точки (точечная энергия), Эти предварительно обработанные таким образом значения имеются в виду, когда в дальнейшем речь идет о параметрах сварки или значениях параметров сварки, или точечных значениях, Отдаваемые отдельными датчиками и обработанные вышеописанными методами точечные значения на каждый параметр(энергия,температура и т.д,) исследуются насчет ихстатического поведения следующим образом,Сначала из значений параметров сварки Ер блок 15 определяет средний профильЕщ параметров сварки Ер, который регистрируется во втором блоке 16 памяти, На фиг.3 и 4 он изображен в виде двух различныхкривых.Есть две возможности определения кри 15. вых среднего профиля Еп 1, а именно или путем вычисления арифметического среднегозначения абсолютных измеряемых величин,или путем вычисления арифметического среднего значения разности двух последующих20 измеряемых величин.Нэ стадии обучения, на которой обычноиспользуется 20 - 100 корпусов, составляется первая статистика. На каждом корпусеизмеряют точку, а затем образуют среднее25 значение измеряемых во всех точках 1 всехкорпусов значений параметров сварки, в результате чего получают средние значенияЕср по длине корпусов от первой точки доточки и (см, фиг, 3 и 4),Значения параметров сварки имеютнормальное или гауссово распределение,Функция распределения характеризуетсясредним значением Еср и стандартным отклонением гт. Средним значением Еср истандартным отклонением о гауссова кривая однозначно определена. Стандартноеотклонение является мерой того, насколькошироко разбросаны измеряемые величины,40 и ограничивает диапазон, охватывающий660/О всех измеряемых величин, Таким образом, две опорные точки стандартного отклонения (одна из которых расположена вотрицательном направлении с одной сторо 45 ны среднего значения, а другая - в положительном направлении с другой сторонысреднего значения) и среднее значение однозначно определяют гауссова кривую, Длякаждой точкиблок 15 постоянно вычисляетЕср и д 1. Вычисление Еср осуществляетсявышеописанным образом, а именно вычислением арифметического среднего значения, д 1 определяется с помощью55 уравнения45 2= -- 1 п 1 - АЛ г2 55 гп - число корпусов, исследуемых на тадии обучения;) - исследуемый в данном моменте корус;Е - выборочное значение точкикорпуа); Профиль Еп и профиль стандартных отлонений о регистрируются во втором блоа 16 памяти, откуда они вызываются локом 17, который определяет полосу доуска Е с помощью следующих уравнеий: Ец 1+ = Еср+21 о (2) Ець = Еср - 2 г о, (3) де- целое число 1, 2, Зп;Е - предельное значение выбрасываия в точкесварного шва;Ер - среднее значение параметраварки в точкесварного шва;21 - фактор чувствительности или обратая мера чувствительности для верхнегоредельного значения выбрасывания;2 г - фактор чувствительности или обратая мера чувствительности для нижнегоредельного значения выбрасывания;о - стандатное отклонение в точкеварного шва,В соответствии с закономерностью норального распределения существует опрееленная вероятность превышенияредельного значения Ец+ или Епь. В завиимости от величины 2 оболее или менееасто выбрасываются в основном качестенные корпуса. Чем меньше 2 о, темыше чувствительность устройства на деекты, однако тем выше и степень выбрасыания качественных корпусов.Ниже для упрощения предполагаетсяиапазон предельных значений выбрасываия, который является симметричным креднему профилю Ев параметров сварки,.е. Е 1= Ег= Е и 21=2 г =2,Критерий "хорошо/плохо", т.е. качестенный или некачественный корпус, выво-.ится из требуемой чувствительностистройства. Чувствительность определяетя обслуживающим персоналом тем, что онстанавливает процент корпусов, которые 5 10 15 20 25 30 35 40 могут оцениваться как плохие, хотя они в самом деле хорошие, т,е. определяется объективный критерий выбрасывания, вданномслучае обозначенный как чувствительность Е, Она определена как число ошибочно выбрасываемых качественных корпусов на миллион. Таким образом, значение чувствительности К = 100 означает выбрасывание 100 качественных корпусов на миллион или в среднем ошибочное выбрасывание каждого 10000-го корпуса. В случае сварочной машины, которая в минутном такте изготовляет 600 корпусов, это означает, что каждые 15 мин ошибочнго выбрасывается качественный корпус.Фактор чувствительности 2 является обратной величиной чувствительности Е, Чем больше 2, тем ниже степень чувствительности устройства. Возможные величины 2 можно брать из справочника "Ятабвтэсйе Мейобеп опт Ьге Апаепбцп 9 еп" (Статистические методы и возможности их применения, Е, Крейсциг,изд, Ванденхек Рупрехт,г, Геттинген. 2-я неизменная перепечатка 7-го издания, с. 128 и 129).Из этого источника видно, что (причем вместо,и взято Еп)примерно 95 овсех значений находятся между Гп - 2 ои ЕП 1+ 2 о,примерно 99,75 всех значений находятся между Еп - 3 ои ЕП 1+ 3 о,примерно 99,9% всех значений находятся между ЕП 1 - 3,29 ои Гп 1+ 3,29 о .Следовательно, в этих случаях верно 2 = 2, 2 = 3 и 2 = 3,29 соответственно,Согласно данным, например, НаЬсЬооЕ о 1 Майепатса Еопстопз" (Справочник по математическим функциям./Под ред. М. Абрамовитц и И. Стегун, изд, Довер Пабликейшенс, Инк, Нью-Йорк, декабрь 1972, с. 933) 2 с хорошим приближением можно вычислять по следующему уравнению: где А - вероятность непревышения предельного значения.Таким образом, если, например, 99,9999 овсех точек находятся в пределах (симметричного) диапазона предельных значений выбрасывния, то А = 0,999999, и в результате вычисления получают 2 = 4,54,На основе опыта для 2 выбирают величину между 3 и 5, предпочтительно 4,54. Последняя величина соответствует 99,9999 , т.е. тому случаю, в котором на миллион сварных точек приходится одна точка, которая ошибочно оценивается как"плохая", Итак, если на одном корпусе для изготовления банки средних размеров находятся 100 сварных точек, то в среднем каждый 10000-й корпус выбрасывается ошибочно.Блок 17 вызывает адресованную величину Е иэ блока 20 и затем согласно уравнениям (2) и (3) вычисляет диапазон 1 предельных значений выбрасывания, причем соответственные значения Еср вызываются из второго блока 16 памяти, Две вычисленные таким образом кривые предельных значений выбрасывания, сверху и снизу ограничивающие диапазон, на фиг, 3 и 4 обозначены Е 9+ и Е 0- соответственно, Диапазоны предельных значений выбрасывания Е+ и Е. регистрируются в первом блоке 8 памяти, который может быть также 20 интегрирован в блоке 17;Вышеописанные процессы обработки и оценки данных осуществляются на стадии обучения, например, для 20-100 корпусов, оцениваемых как качественные. Затем, т.е, 25 во время работы сварочной машины, значения параметров сварки обрабатываются как на стадии обучения, но они предпочтительно сразу подаются в блок 9 сравнения, в котором описанным выше методом форми-. руется фактический профиль параметров сварки для изготовляемых после окончания стадии обучения корпусов 2, который потом сравнивается с формированным на стадии 35 обучения заданным профилем параметров сварки с тем, чтобы проверить нахождение фактического профиля в рамках диапазона предельных значений выбрасывания Ец+, Блок 9 сравнения отдает блоку 14 завися щий от результата сравнения выходной сигнал.С учетом того, что определенные механизмы ошибок приводят к тому, что несколько последовательных точек вызывают 45 статистически значимые отклонения, можно определять дальнейшее более широкие) предельные значения согласно следующему уравнению:Е=Ъ+7 о,причем верно, что сигнал о наличии дефекта отдается лишь в том случае, если Ег превышается при двух поаледовательных измерениях, Ез превышается при трех последовательных измерениях и т.д. Отклонения К о можно определять так, что выбрасывается, например, каждый тысячный качественный корпус. Диапазон предельныхзначений выбрасывания Еьдля Е 2 изображен на фиг. 3.В случае наличия двух изохронных критериев(например, раэдавливание шва и точечная энергия) существует дальнейшая возможность образования предельных значений, а именно путем определения корреляционного предельного значения Ек.Упрощения процесса статистической оценки можно достичь тем, что для составления статистики оценивают е каждую точку отдельно (фиг. 3), а участки. Согласно изображенному на фиг, 4 примеру вместо и статистик составляют лишь три статистики, а именно для участков А, В и С, т.е, для начального, среднего и конечного участков корпуса. На каждом участке расположены 10-20 сварных точек, которые для статической оценки объединяют в одно среднее эначейие на участок,Описанное выше устройство пригодно для постоянного контроля качества, что описывается со ссылкой на фиг, 5 а, б, в,После составления на упомянутой предварительной стадии обучения первой статистики качественных корпусов и определения предельных эначенпий выбрасывания в течение всего процесса изготовления банок вышеописанным образом продолжается постоянная статистическая оценка определяемых как качественные корпусов. Таким образом, возможно формирование профиля качества,На фиг. 5 а изображена исходная ситуация с малым разбросом и высокой чувствительностью, а именно Е = 1000. На фиг. 5 б. изображена исходная ситуация со средним разбросом и малой чувствительностью, а именно Е = 100,Таким образом, на фиг. 5 а и 5 б изображены. средние значения и разброс средних значений при выбранной чувствительность Е = 1000 и Е = 100 соответственно, Разброс и чувствительность являются относительными величинами, суть физического значения которых не должен быть известным обслуживающему персоналу, Высокая чувствительность означает более высокую вероятность того, что время от времени выбрасывается и качественный корпус. Большой разброс может иметь разные причины, например низкое качество используемого материала, нестабильную настройку машины, загрязнение машины и т.д.На фиг. 5 в и 5 г изображены возможные изменения после изображенного на фиг, 5 а исходного положения, На фиг, 5 в изображено отклонение измеряемых величин, а наг, Бг изображены отклоняющееся среде значение и увеличивающийся разброс, ичем датчик А дает сигнал тревоги. Чреэерное отклонение средних значений моет обусловливаться следующими ричинами: смещением датчиков А, В ледствие обогрева машины, изменением стройки машины или свойств материала. Изменение разброса может обусловлиться следующими причинами; возрастаюей степенью загрязнения, ослаблением аких-либо соединений в сварочной машие.По достижении сигнала тревоги (что наафике согласно фиг. Бг изображено тем, о обозначенные знаками + измеряемые еличины доходят до предела) обслуживаюий персонал должен проверять качество родукции. Если качество неизменно высоо, то нажатием кнопки "обучение" можно ернуться к ситуации согласно фиг. Ба. В том случае отклонение вызывалось не сниающими качество электросварки фактора- и, например изменением температуры в эмерительном приборе. Значение подачи ревоги можно определять, например, так, то оно равно 10-кратному допустимому роценту брака.Получаемые втечение постоянного конроля качества данные обеспечивают автоматическую регулировку путем дорегулировки, например, сварочного тока с помощью регулятора 26 так, что средние значения снова возвращаются в исходное положение согласно фиг. Ба,Формула изобретения30Устройство для контроля качества электросварки на корпусах для изготовления банок, содержащее последовательно соединенные блок измерения и преобразования параметров сварки, эадатчик параметров сварки и первый блок памяти, а также блок сравнения, первым входом подключенный к блоку измерения и преобразования параметров сварки, а выходом - к блоку регулирования и сигнализации, снаб женному выбрасывателем негодных иэделий, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения вероятности ошибок, оно снабжено блоком задания фактора чувствительности, а задатчик параметров сварки 25 содержит последовательно соединенныеблок определения среднего профиля параметров сварки, второй блок памяти и блок определения полосы допуска, управляющие входы которого соединены с блоком задания фактора чувствительности, а первый блок памяти соединен с вторым входом блока сравнения.1838063 НЯЯЯЯННЯЯЯЯ ЯЯЯЯЯЯЯЯЯН+ + датчик А датчик Б ЯНННЯЯНННЯ ЯЯЯЯЯЯЯЯЯН НННЯЯНННЯЯ ЯЯЯЯ чувствительно сть: 1000 Я 1 датчик АЯ+444 ь датчик Б ЯЯЯ 44 хххххххк ххххххчувствительность:100 НЯЯЯЯ ЯЯ датчик Ас. ЯЯЯЯНххххдатчик Б чувствительность: 10004+Ф 4ЯЯЯ хх ЯЯ ЯЯЯЯЯ хх ЯЯЯЯЯчувствительность; 1000 датчик А датчик Б Фаг 5 едактор аказ 2888 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 4 ЯЯ 4 ЯЯ 44 Я НЯ 44 Н Составитель В,ГрибоваТехред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Смотреть

Устройство для контроля качества электросварки на корпусах для изготовления банок