Меню

Устройство и виды полуавтоматов критерии при покупке

Устройство и виды полуавтоматов, критерии при покупке

Сварочные полуавтоматы MIG/MAG для сварки проволокой в среде активного или инертного газа. Виды полуавтоматической сварки и их особенности. Как работает аппарат в углекислотной среде и как выбрать достойное оборудование.

Сварочный полуавтомат избавляет сварщика от ручной подачи электрода и процедуры его замены в держателе. В этом виде оборудования в качестве электрода используется специальная проволока, автоматически поступающая в зону сварки. Специалист должен только установить нужную подачу, а затем, удерживая необходимое расстояние до поверхности металла, осуществлять продольное движение вдоль свариваемого стыка.

Полуавтоматическая сварка не требует очень высокой квалификации, а расходные материалы для нее унифицированы и доступны по цене. По этой причине такие аппараты массово используются как в промышленном производстве, так и на небольших ремонтных и сервисных предприятиях. Популярны они также у индивидуальных предпринимателей и домашних мастеров, т. к. приобрести подобный полуавтомат для дома, дачи или гаража не составляет никакого труда. Для этого всего лишь нужно разобраться в основах этого вида сварки, определиться в своих технологических потребностях и финансовых возможностях, а затем сделать выбор подходящей модели.

Устройство полуавтомата

Устройство сварочного полуавтомата и его состав практически не зависят от назначения и сферы применения. Основные компоненты, входящие в состав такого оборудования:

  • источник питания с блоком управления, панелью индикации и органами ручной настройки;
  • кабель-шланг для подачи проволоки, газа и тока в зону сварки (сварочный рукав) и кабель для подсоединения к «массе»;
  • сварочная горелка;
  • устройство автоматической подачи сварочной проволоки;
  • емкость с инертным или активным газом и газовое оборудование к ней.

Сварочный полуавтомат

Кроме того, продавцы сварочной техники предлагают различные дополнительные устройства для полуавтоматической дуговой сварки, в том числе размоточные приспособления, оснастку для сварки трубопроводов, стойки для рукавов, защитные экраны, вытяжки и многое другое.

Источники питания

Только инверторы могут формировать переменный ток с балансом полярности, который необходим при сварке сплавов алюминия и магния.

Сварочный рукав

Сварочный рукав (кабель-шланг) служит для подачи в зону сварки защитного газа, присадочной проволоки, тока и охлаждающей жидкости. Одним концом он присоединяется к самому полуавтомату, а вторым — к горелке. Сварочный рукав представляет собой гибкий шланг, внутри которого по центру расположен канал подачи сварочной проволоки, а вокруг него — трубки для защитного газа и охлаждающей воды (только в некоторых устройствах), а также жилы силового кабеля и провода системы управления.

Унифицированный евроразъем

На рисунке (см. выше) показан унифицированный «евроразъем» для подключения такого кабеля-шланга. Большой штуцер (закрыт заглушкой) — это выход сварочной проволоки, малый (справа от него) — подача газа. Два небольших контакта сверху — для управления переключениями режимов. К плоской нижней части разъема подключены силовые провода для подачи сварочного тока, а к резьбовому фиксатору — заземление.

К сварочным рукавам предъявляются очень высокие эксплуатационные требования. Поэтому они достаточно дороги, кроме того, их длина влияет на стоимость комплекта оборудования. Но, с другой стороны, длина кабель-шланга определяет технические возможности полуавтомата при работе в условиях сложного доступа к месту выполнения работ.

Горелка

Устройство горелки

По принципу работы с движущейся проволокой горелки делятся на три типа:

  1. Предназначенные для толкающих механизмов. Горелка не имеет собственного привода, поступательное движение обеспечивает механизм, расположенный в основном блоке полуавтомата.
  2. Приводные. В рукоятку горелки встроен двигатель, тянущий проволоку. Конструкция и принцип работы такого привода подобны механизму на основном блоке.
  3. Комбинированные («тяни-толкай»). При работе используется как толкающий механизм на полуавтомате, так и тянущий на горелке.

Контактный наконечник — это сменный элемент, который должен точно соответствовать диаметру проходящей через него проволоки. Также сменным компонентом является сопло, которые выбирается в зависимости от размера наконечника и режима сварки.

Подача проволоки

Механизм подачи

Подающие механизмы бывают двух типов: с двумя роликами (ведущий и прижимной) и с четырьмя роликами. Последние разработаны для использования с мягкими и порошковыми проволоками.

Принцип действия полуавтомата

На выходе из горелки проволока проходит через плотное отверстие в контактном наконечнике, на который по проводам, уложенным в кабель-шланге, подается сварочный ток. В результате между ее кончиком и свариваемой деталью возникает дуга, металл проволоки плавится, и образуется сварочная ванна (см. рис. ниже), которая перемещается вместе с движением горелки, оставляя за собой остывающий сварочный шов.

Процесс сварки

Сопло служит для формирования облака защитного газа необходимой формы и плотности, который поступает в него через рассеиватель, расположенный в месте крепления контактного наконечника.

Виды сварочных полуавтоматов

Конструктивно сварочные полуавтоматы производятся в однокорпусном и двухкорпусном исполнениях. В первом случае внутри одного моноблока находятся источник питания, газовый клапан и механизм подачи проволоки. Во втором случае эти последние два вынесены в отдельное устройство, к которому подключается кабель-шланг. Однокорпусные аппараты выпускают с внутренним и внешним размещением бобины с проволокой.

Сварочные полуавтоматы

Источники питания сварочных полуавтоматов бывают двух видов: выпрямители и инверторы. Первые более просты в обслуживании и довольно дешевы, но при этом выдают постоянный ток со значительными пульсациями, имеют низкий КПД и большую массу. Сварочные полуавтоматы инверторного типа лишены всех этих недостатков. При этом они могут выдавать практически все видов сварочных токов, в том числе работать в импульсном режиме.

Главные отличия сварочных полуавтоматов от других аппаратов

Сварочные полуавтоматы отличаются от аппаратов, применяемых при других видах сварки, тем, что в них не используются в качестве источников сварочного тока трансформаторы — только выпрямители и инверторы. Они обеспечивают высокую производительность и качество сварки, поскольку сварочный процесс идет непрерывно с одними и теми же параметрами, без замены электродов и повторного поджига дуги.

Сварочный процесс полуавтоматической сваркой

Кроме того, сварочные полуавтоматы и технология их использования характеризуются:

  • отсутствием необходимости прокалки или просушки электродов;
  • возможностью создания длинных непрерывных швов;
  • автоматическим регулированием скорости подачи проволоки в зависимости от параметров дуги;
  • неизменяющимся расстоянием между электродом и поверхностью металла;
  • чистотой сварочного процесса;
  • высоким физико-химическим качеством сварочного шва.

Использование в сварочных полуавтоматах в качестве источника тока инверторов значительно увеличивает их производительность и технологические возможности. При этом в простых аппаратах для неответственных работ до сих пор находят применение и выпрямители, которые отличаются от инверторов более низкой стоимостью, худшим качеством тока, а также массой и габаритами.

Основные режимы полуавтоматической сварки

полуавтомат

В сварочных полуавтоматах реализована обратная связь «сила тока — скорость подачи проволоки», с помощью которой и реализуется полуавтоматический режим. Сварщику только остается удерживать дугу нужного качества и вести горелку вдоль стыка металла, а скорость проволоки будет меняться в соответствии с величиной тока.

Сварочные инверторы дают возможность применять импульсный режим полуавтоматической сварки, который обеспечивает более высокую производительность и лучшее качество.

Разница сварки с газом и без него

Порошковая проволока заметно дороже обычной, более капризна в механизмах подачи (из-за своей мягкости), выделяет большое количество паров и дыма, а швы, сваренные с ее применением, имеют склонность к пористости. Ее неоспоримым преимуществом является то, что с помощью этой проволоки можно вести сварку на открытом воздухе и даже в условиях ветра. Кроме того, она обеспечивает минимальное разбрызгивание металла, пригодна для сварки загрязненных поверхностей и имеет более высокую производительность наплавки.

Важные критерии и характеристики при выборе сварочного полуавтомата

Для того чтобы выбрать подходящий сварочный аппарат, в первую очередь следует определиться с тем, какие виды сварочных работ предполагается выполнять и в каких условиях он будет эксплуатироваться. Пользователи этого оборудования делят его на три условные категории:

  1. Бытовые. Пригодны для использования в домашних условиях, а также на дачах и в гаражах.
  2. Для малых производств. Применяются в небольших мастерских, ремонтных предприятиях и автосервисах.
  3. Промышленные. Предназначены для работы на крупных производственных предприятиях.

Кроме входного напряжения, основным различителем этих групп оборудования является мощность сварочной установки, от которой напрямую зависит максимальная величина сварочного тока. В свою очередь этот параметр определяет такие технические характеристики полуавтомата, как скорость сварки, диаметр проволоки, толщину свариваемого металла, а также его массу и размеры.

Сварочный полуавтомат

При выборе подходящей модели очень важно обратить внимание на ее технические особенности и дополнительные возможности. К примеру, возможность работы обычными электродами без газа (ММА) позволяет использовать полуавтоматический режим только в необходимых случаях, что ведет к общему снижению расхода углекислоты при сварке объемных изделий. Ниже приведена таблица основных технических и эксплуатационных показателей всех трех групп оборудования.

Наименование Бытовые Для малых производств Промышленные
1 Входное напряжение (В) 220 220 380
2 Мощность (кВт) 3 4÷5 8-10
3 Источник сварочного тока инвертор инвертор выпрямитель
4 Диапазон сварочного тока (max/min) 20÷120 10÷250 50÷400
5 Напряжение холостого хода 30÷40 50÷60 80÷90
6 Степень защиты IP21, IP22 IP22 IP22, IP23
7 Диаметр проволоки 0.6÷1.0 0.6÷1.2 0.8÷2
8 Продолжительность включения (ПВ, %) 50 70 80÷100
9 Охлаждение горелки воздушное воздушное водяное
10 Ручная сварка (ММА) + + +
11 Сварка без газа + +/-
12 Работа на пониженном напряжении (В) 140-220 140-220
13 Длина кабель-шланга (м) 2 2÷3 4÷5
14 Вес (кг) 12÷20 25÷40 >70

При выборе конкретной модели недостаточно только анализа ее характеристик, т. к. большое значение имеют также репутация производителя, близкое расположение гарантийных и сервисных центров и доступность расходных и ремонтных материалов. Хорошим источником информации о самых популярных моделях являются обзоры сварочных полуавтоматов и отзывы пользователей на профильных форумах.

Лучшие дешевые полуавтоматы

Полуавтомат wester

Самые популярные марки — это «Ресанта», Aurora, Wester, «Сварог», «Барс», «Зубр», «Интерскол». На основании отзывов пользователей на профильных форумах и рейтингов лучших сварочных полуавтоматов, размещенных в интернете, был выбран ряд моделей, которые заслуживают особого внимания, а многими называются лучшими в своем ценовом диапазоне. Все аппараты инверторные, с возможностью ручной сварки покрытыми электродами, входное напряжение — 220 В. Порядок расположения — по убыванию цены.

Наименование Мощность (кВт) Сварочный ток Напряжение холостого хода Диаметр проволоки ПН (%) Вес (кг) Средняя цена (руб.)
Wester MIG-140i 4.7 40÷140 55 0.6÷0.8 60 13.4 13 500
Fubag Irmig 180 38608 7.0 30÷180 65 0.6÷1.0 60 12 20 000
Сварог MIG 160 Real N24001 6.0 30÷160 60 0.6÷0.8 60 13 23 500
Aurora Pro Overman 180 Mosfet 4.7 30÷175 50 0.6÷1.0 60 21 25 500
Ресанта САИПА-165 4.8 20÷160 65 0.6÷0.9 70 13.7 27 000

Гарантийный срок работы оборудования у оборудования Wester и «Сварог» составляет 60 месяцев, Fubag и Aurora — 24 месяца, «Ресанта» — всего 12 месяцев.

Лучшие дорогие полуавтоматы

В этом ценовом сегменте можно выбрать полуавтомат ведущего мирового бренда, поскольку здесь, в основном, представлено профессиональное и полупрофессиональное сварочное оборудование. Пользуясь источниками российского интернета (обзоры, отзывы, рейтинги, профильные форумы) были выбраны лучшие модели в ценовой категории от 60 000 до 110 000 рублей.

Наименование Мощность (кВт) Сварочный ток Напряжение холостого хода Диаметр проволоки ПН (%) Вес (кг) Средняя цена (руб.)
Fubag Irmig 250 T 8 30-250 79 0.6÷1.2 40 28 62 000
ESAB Caddy Mig C200i 5 30÷200 60 0.6÷1.2 45 11.5 75 000
Bluweld Starmig 200 5.5 5÷200 0.6÷1.2 30 23 80 000
Кедр 8005048 23 500 75 1.0÷1.6 100 50 105 000
Kemppi MinarcMig Evo 200 6.2 20÷200 75 0.6÷1.0 35 13 107 000

Все перечисленные полуавтоматы способны работать в ручном режиме, а Bluweld Starmig 200 дополнительно имеет функцию аргонодуговой сварки.

В статье не затронут вопрос устройства и принципа работы многофункциональных полуавтоматов «три в одном» с возможностью выполнения аргонодуговой (TIG) сварки. В открытых источниках об этом почти ничего не пишут, поэтому не вполне понятно, насколько работоспособно и практично такое совмещение. Если у вас есть информация по этому вопросу, поделитесь ей в комментариях к этой статье.

Источник



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Система — полуавтоматическое управление

Система полуавтоматического управления предусматривает автоматическое управление отдельными группами технологических операций. В этом случае все операции разбивают на несколько групп. Операции каждой группы производятся соответствующими механизмами. [1]

Система полуавтоматического управления с использованием таймера применяется для управления работой механизмов при сборке покрышек. В этом случае весь процесс сборки разделен на группы операций, которые выполняются соответствующими механизмами в установленной последовательности. [2]

При оценке систем полуавтоматического управления с исполнительными механизмами и промежуточными реле необходимо учитывать, что серводвигатели и моторные реле времени требуют тщательной регулировки для шунтирования пусковых сопротивлений через такие интервалы, которые соответствовали бы фирменной характеристике двигателя. [3]

Для реализации системы полуавтоматического управления , повторяющей программу эксплуатации с ручным управлением, необходима установка регуляторов расхода на линии разбавляющей воды и на входных трубопроводах каждого фильтра, а также желательна установка регулятора расхода на коллекторе взрыхляющей воды. [4]

Кран-шта-белер может иметь систему полуавтоматического управления , позволяет осуществлять подъемно-транспортные операции с производственной тарой и поддонами, дает возможность лучшего контроля и организации хранения грузов. [5]

На действующих ТЭС, где для выполнения системы полуавтоматического управления ВПУ необходимы значительные переделки существующих технологических схем, можно ограничиваться пооперационным управлением. [7]

При изучении деятельности оператора в режиме слежения в системе полуавтоматического управления возникает необходимость в выборе объективного критерия оценки эффективности работы оператора. Отличительная особенность слежения, как вида операторской деятельности, состоит в том, что оператор должен в точности воспроизводить предлагаемый сигнал. Но в результате воспроизведения предлагаемого сигнала возникает ошибка исполнения, которая не предусмотрена данной деятельностью, но всегда ей присуща. Поэтому в данной работе предлагается принять в качестве критерия оценки величину ошибки выполнения оператором какой-либо операции. В этой постановке оператор рассматривается как генератор ошибки, именно ошибка служит интегральным показателем индивидуальных различий операторов. Анализ ошибок оператора в таком виде деятельности, как слежение, показал, что они не являются постоянными величинами, а изменяются в зависимости от характеристик предъявляемого сигнала, степени сложности выполняемой задачи, от условий труда, состояния нервной системы, индивидуальных особенностей оператора, степени его обученности и ряда других факторов. Многофакторность и сложная иерархическая структура их влияния, степень взаимодействия обусловливают случайность ошибки оператора. [8]

К преимуществам станка можно отнести наличие специальных механизмов и системы полуавтоматического управления операциями сборки, обеспечивающих стабильное качество этих операций; универсальность, позволяющая собирать большой ассортимент покрышек ( по посадочному диаметру борта и профилю); высокая производительность при значительном облегчении условий труда сборщика. [9]

Автоматическая электропневматическая система управления механическими коробками передач и сцеплениями разработана НАМИ на базе описанной выше системы полуавтоматического управления . [10]

Авиация получит большое число новейших турбовинтовых и турбореактивных самолетов: наряду с широко известными ТУ-104, АН-10, ИЛ-18 также и новые мощные самолеты ИЛ-62, ТУ-154 для дальних линий и ТУ-134, ЯК-40, БЕ-30 и другие для местных линий. На линиях союзного значения аэропорты оборудуются системами автоматического и полуавтоматического управления заходом на посадку и современными средствами радиотехнического оборудования для управления движением самолетов. [11]

В процессе управления может участвовать человек, выполняя определенные функции по восприятию информации, ее переработке и использованию. В зависимости от роли человека в системе управления в технике различают системы ручного управления, когда человек выполняет все основные операции по восприятию информации, ее передаче и переработке в управляющие воздействия в соответствии с требуемым алгоритмом, и системы полуавтоматического управления , когда наиболее сложные операции выполняются автоматически действующими машинами и приборами, оставляя на долю человека только простейшие из них. Если все функции по связи, переработке информации и управлению выполняются машинами и приборами без участия человека, то в этом случае имеет место автоматическое управление или саморегулирование. [12]

Полуавтоматическое управление следует рассматривать как переходный этап от местного управления электроприводами машины к автоматическому. При применении полуавтоматического управления автоматизируется процесс разгона электродвигателя ПТМ в зависимости от функции времени или силы тока в цепи ротора. В дальнейшем не будут рассматриваться системы полуавтоматического управления , так как они не имеют перспектив дальнейшего развития. [14]

При выполнении ряда операций управления вручную человек рассматривается как элемент системы автоматического регулирования. Способность человека принимать решения в результате сравнения поставленной перед ним задачи с сигналами обратной связи, получаемыми при помощи органов чувств, быстрота реакции человека при той или иной частоте и длительности сигналов и другие его особенности могут быть уподоблены свойствам замкнутой системы с рядом звеньев и цепями обратной связи и коррекции. Так как роль человека-оператора очень велика, особенно в системах полуавтоматического управления , то очень важно определить его поведение в различных условиях. [15]

Источник

Cистемы управления электроприводами

Cистемы управления электроприводами Функции систем управления электроприводами, их классификация и предъявляемые к ним требования

Задачами управления электроприводами являются: осуществление пуска, регулирование скорости, торможение, реверсирование рабочей машины, поддержание ее режима работы в соответствии с требованиями технологического процесса, управление положением рабочего органа машины. При этом должны быть обеспечены наибольшая производительность машины или механизма, наименьшие капитальные затраты и расход электроэнергии.

Конструкция рабочей машины, вид электропривода и система его управления связаны между собой. Поэтому выбор, проектирование и исследование системы управления электроприводом должны осуществляться с учетом конструкции рабочей машины, ее назначения, особенностей и условий работы.

Кроме основных функций системы управления электроприводами могут выполнять некоторые дополнительные функции, к которым относятся сигнализация, защита, блокировки и пр. Обычно системы управления одновременно выполняют несколько функций.

Cистемы управления электроприводами Системы управления электроприводами делят на различные группы в зависимости от главного признака, положенного в основу классификации.

По способу управления различают системы ручного, полуавтоматического (автоматизированного) и автоматического управления.

Ручным называется управление, при котором оператор непосредственно воздействует на простейшие аппараты управления. Недостатками такого управления являются необходимость расположения аппаратов вблизи электропривода, обязательное присутствие оператора, низкие точность и быстродействие системы управления. Поэтому ручное управление находит ограниченное применение.

Управление называется полуавтоматическим , если его осуществляет оператор путем воздействия на различные автоматические устройства, выполняющие отдельные операции. При этом обеспечивается высокая точность управления, возможность дистанционного управления, снижается утомляемость оператора. Однако при таком управлении ограничено быстродействие, так как оператор может затрачивать время на принятие решения о требуемом режиме управления в зависимости от изменившихся условий работы.

частотный преобразовательУправление называется автоматическим , если все операции управления осуществляются автоматическими устройствами без непосредственного участия человека. В этом случае обеспечиваются наибольшие быстродействие и точность управления системы автоматического управления по мере развития средств автоматики получают все большее распространение.

По роду выполняемых в производственном процессе основных функций системы полуавтоматического и автоматического управления электроприводами можно разделить на несколько групп.

К первой группе относятся системы, обеспечивающие автоматические пуск, остановку и реверсирование электропривода. Скорость таких приводов не регулируется, поэтому они называются нерегулируемыми. Такие системы применяются в электроприводах насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, лебедок вспомогательных механизмов и т. п.

Ко второй группе относятся системы управления, которые кроме выполнения функций, обеспечиваемых системами первой группы, позволяют регулировать скорость электроприводов. Подобного рода системы электроприводов называются регулируемыми и применяются в грузоподъемных устройствах, транспортных средствах и пр.

К третьей группе относятся системы управления, обеспечивающие кроме вышеуказанных функций возможность регулирования и поддержания определенной точности, постоянства различных параметров (скорости, ускорения, тока, мощности и т. д.) при изменяющихся производственных условиях. Такие системы автоматического управления, содержащие обычно обратные связи, называются системами автоматической стабилизации .

Cистемы управления электроприводами К четвертой группе относятся системы, которые обеспечивают слежение за сигналом управления, закон изменения которого заранее не известен. Такие системы управления электроприводами называют следящими системами . Параметрами, за которыми обычно осуществляется слежение, являются линейные перемещения, температура, количество воды или воздуха и пр.

К пятой группе относятся системы управления, обеспечивающие работу отдельных машин и механизмов или целых комплексов по заранее заданной программе, называемые программными системами .

Первые четыре группы систем управления электроприводами обычно входят как составные части в систему пятой группы. Кроме того, эти системы снабжаются программными устройствами, датчиками и другими элементами.

К шестой группе относятся системы управления, которые обеспечивают не только автоматическое управление электроприводами, включая системы первых пяти групп, но и автоматический выбор наиболее рациональных режимов работы машин. Такие системы называются системами оптимального управления или самонастраивающимися . Они обычно содержат вычислительные машины, которые анализируют ход технологического процесса и вырабатывают командные сигналы, обеспечивающие наиболее оптимальный режим работы.

Cистемы управления электроприводами Иногда классификацию систем автоматического управления осуществляют по типу применяемых аппаратов . Так, различают системы релейно-контакторные, электромашинные, магнитные, полупроводниковые. Важнейшей дополнительной функцией управления является защита электропривода .

К системам автоматического управления предъявляются следующие основные требования : обеспечение режимов работы, необходимых для осуществления технологического процесса машиной или механизмом, простота системы управления, надежность системы управления, экономичность системы управления, определяемая стоимостью аппаратуры, затратами энергии, а также надежностью, гибкость и удобство управления, удобство монтажа, эксплуатации и ремонта систем управления.

По необходимости предъявляются дополнительные требования: взрывобезопасность, искробезопасность, бесшумность, стойкость к вибрации, значительным ускорениям и пр.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Принцип работы системы управления все полуавтоматического оборудования

Полуавтоматические системы дистанционного управления манипуляторами отличаются от копирующих другим характером задающего устройства и наличием вычислителя. В них вместо многозвенного механизма, повторяющего кинематику рабочего манипулятора, применяется управляющая рукоятка с несколькими степенями свободы. Вместо сложных движений при копирующем способе здесь человек-оператор производит только легкое нажатие на рукоятку в требуемом направлении. Конфигурация управляющей рукоятки не обязательно должна соответствовать кинематике рабочего манипулятора. Она может быть произвольной, исходя из удобства воздействия на нее руки человека. Более того, рукоятка может совсем не иметь механических перемещений, т. е. могут восприниматься только усилия нажатия от руки человека. Сигналы от управляющей рукоятки поступают в микропроцессорное вычислительное устройство, где они преобразуются по определенным алгоритмам, в результате чего формируются сигналы управления, подаваемые на все приводы звеньев рабочего манипулятора (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Схема полуавтоматической системы дистанционного управления манипулятором
Рис. 4.13. Схема полуавтоматической системы дистанционного управления манипулятором

В такой полуавтоматической системе благодаря наличию микропроцессорного вычислительного устройства (см. рис. 4.3) могут быть реализованы самые разнообразные алгоритмы управления и осуществляться движения в любой системе координат независимо от кинематики манипулятора и конфигурации управляющей рукоятки. Наиболее типичными являются три вида алгоритмов управления: скоростной, силовой и позиционный. Они предполагают регулирование соответственно скорости, силы и перемещения на рабочем конце манипулятора пропорционально величине нажатия руки человека на управляющую рукоятку.

При скоростном алгоритме управления величина смещения рукоятки покаждой степени подвижности преобразуется в пропорциональный ей электрический сигнал. Эти сигналы посылаются в микропроцессорный вычислитель. Там происходит, во-первых, преобразование координат управляющей рукоятки в координаты рабочего манипулятора и, во-вторых, формирование сигналов управления приводами по каждой степени подвижности манипулятора таким образом, чтобы конец манипулятора (схват или инструмент) получил скорость движения в том же направлении, в каком оператор нажал на управляющую рукоятку. При этом, очевидно, общая величина и направление смещения рукоятки образуются из составляющих в связанной с ней системе координат, а общая величина и направление скорости схвата — из составляющих в системе координат рабочего манипулятора.

При формировании сигналов управления в микропроцессорном вычислителе для повышения качества процесса управления по правилам теории автоматического регулирования в закон управления могут добавляться производные и интегралы от основного сигнала, пропорционального величине смещения управляющей рукоятки. Вместо этого, если в манипуляторе ставятся следящие приводы, требуемое качество процесса управления может достигаться также внутренними обратными связями и дифференцированиями в самой следящей системе каждого привода.

При силовом алгоритме управления весь процесс снятия сигналов с управляющей рукоятки и преобразования их в микропроцессорном вычислителе с последующим формированием сигналов управления приводами рабочего манипулятора происходит аналогично. Но существенное отличие состоит в том, что пропорционально общему смещению управляющей рукоятки создается сила, как бы тянущая за схват манипулятора, чем и определяется его движение. Непосредственно эта сила реализуется при соприкосновении схвата или инструмента с каким-либо внешним предметом. Эта сила по величине и направлению соответствует общему смещению рукоятки.

Поскольку управляющая рукоятка подпружинена по каждой степени подвижности, то смещение ее пропорционально силе нажатия руки человека на эту рукоятку. Следовательно, можно сказать, что сила, образующаяся на конце рабочего манипулятора, пропорциональна по величине и одинаково направлена с силой нажатия человека на рукоятку. А подпружинена рукоятка просто для того, чтобы возвращалась в исходное положение, когда человек перестанет на нее нажимать.

Наконец, при позиционном алгоритме управления также происходит аналогичная процедура преобразований и формирований. Но разница состоит в том, что в результате создается смещение конца рабочего манипулятора, пропорциональное смещению управляющей рукоятки от руки человека-оператора.

Мы охарактеризовали три основных алгоритма дистанционного полуавтоматического управления манипуляторами. Существуют полуавтоматические системы, в которых заложены все три основных вида алгоритмов. При этом человек-оператор может включать попеременно любой из них. Например, для транспортного перемещения манипулятора в рабочем пространстве целесообразно скоростное управление. Вблизи объектов действия, где важно соблюсти именно величины смещений в малой окрестности, необходимо позиционное управление. При рабочем контакте с объектом — силовое управление, позволяющее человеку-оператору осуществлять в процессе работы определенное силовое воздействие на объект. Возможны, конечно, и другие варианты.

Обычно средство переключения алгоритмов управления выводится на пульт управления. Однако в некоторых случаях проведения определенных манипуляционных работ удается организовать в системе автоматическое переключение алгоритмов управления по соответствующим сигналам датчиков (приближения к объекту и соприкосновения с ним).

Рис. 4.14. Разновидности управляющих рукояток
Рис. 4.14. Разновидности управляющих рукояток

Управляющие рукоятки имеют самые различные принципы построения и конфигурации. Некоторые из них представлены на рис. 4.14. Число управляющих перемещений рукоятки должно быть равным числу степеней подвижности рабочего манипулятора, но с произвольной кинематической схемой, удобной для реализации рукоятки и работы человека-оператора с ней. Конструктивно необходимо обеспечить малость управляющих перемещений с точным съемом соответствующего электрического сигнала, пропорционального перемещению.

Упомянутые ранее управляющие рукоятки без механических перемещений снабжаются тензорезисторными измерителями силы нажатия руки человека (рис. 4.15). При этом число сигналов, снимаемое с таких измерителей, поставленных в различных направлениях на рукоятке, тоже должно соответствовать числу степеней подвижности рабочего манипулятора. Здесь, так же как и при механической схеме рукоятки, может реализоваться любой из трех основных алгоритмов дистанционного управления.

Рис. 4.15. Управляющая рукоятка без механических перемещений
Рис. 4.15. Управляющая рукоятка без механических перемещений

Во всех случаях человек-оператор следит визуально за эффектом своих действий по фактическому результирующему движению рабочего манипулятора (на телевизионном экране или непосредственно через стекло) и корректирует это движение дистанционно с помощью той же управляющей рукоятки.

Заметим, что при силовом алгоритме управления человек-оператор ощущает на рукоятке реальные усилия взаимодействия рабочего манипулятора с объектом своей работы (в определенном масштабе). Эта дополнительная информация вместе с визуальной значительно увеличивает эффективность проведения работ. Как и в копирующих системах двустороннего действия, это именуется эффектом присутствия.

Перейдем к рассмотрению дистанционного управления роботами. Внутренние системы управления роботом аналогичны рассмотренным в предыдущих главах (программные и адаптивные). Дополнительно теперь к ним присоединяется дистанционная система управления. В комплексе они образуют единую многоканальную систему. Как уже говорилось, существуют два рода таких систем: супервизорные и диалоговые (интерактивные).

Супервизорное управление заключается в следующем. На пульте управления человека-оператора имеются дисплейное (телевизионное) и другие устройства и приборы отображения обстановки в рабочем пространстве робота (рис. 4.16). Здесь действует канал информационной дистанционной связи робота с человеком. Оператор, наблюдая таким образом обстановку и действия робота, принимает решения о подаче тех или иных управляющих команд в зависимости от сложившейся обстановки. ЭВМ робота, получив команду, исполняет ее по соответствующей программе. Набор различных программ заранее придается роботу. Каждая программа набора соответствует автоматическому выполнению роботом определенной операции. Поэтому человеку-оператору отводится функция распознавания обстановки и выдачи ЭВМ робота задания на определенную операцию, которая роботом затем самостоятельно исполняется. В этом состоит смысл супервизорного дистанционного управления действиями робота со стороны человека-оператора.

Рис. 4.16. Схема дистанционного супервизорного управления роботом
Рис. 4.16. Схема дистанционного супервизорного управления роботом

Выдача человеком команд роботу по дистанционному управляющему каналу может осуществляться различными способами. Например, может подаваться кодовый признак программы на выполнение определенной операции, затем — замена его на кодовый признак другой программы и т. д. В зависимости от возможностей робота отдельные программы могут соответствовать достаточно простым частям операции, которую должен выполнить робот, или же всей сложной операции в целом.

В других случаях супервизорная команда может выражаться в виде целеуказания. Например, световым карандашом на экране телевизора (дисплея) можно указать точку, в которую должен переместиться схват манипулятора робота и взять там заданный предмет, что автоматически роботом и осуществляется.

Оба канала дистанционной связи (информационный и управляющий), как правило, должны быть снабжены микро-ЭВМ или микропроцессорными устройствами для обработки информации с целью ее наилучшего отображения на пульте оператора и для формирования программ и целеуказательных сигналов управления по командам человека-оператора.

Как и для дистанционного управления манипуляторами, рассматривавшегося выше, здесь тоже возникает необходимость решения определенных инженерно-психологических задач. Цель их решения состоит в том, чтобы добиться наибольшей эффективности действий данной человеко-машинной системы в целом. При этом способы отображения информации об обстановке и способы формирования программ и целеуказательных сигналов играют первостепенную роль. Надо не только обучать человека пользованию техникой, но и создавать технику, максимально приспособленную к психологическим и физиологическим свойствам человека. В последнее время появился даже термин «инженерно-психологическое проектирование эргатических роботов», т. е. роботов с дистанционной системой управления. Это предполагает проведение системного анализа (теоретического и экспериментального) замкнутой системы человек-пульт управления — робот — пульт отображения — человек. На базе системного инженерно-психологического анализа разрабатываются методы расчетов, моделирования и тренажа, технического оснащения с необходимыми характеристиками для дистанционно управляемых роботов.

Диалоговая (интерактивная) система управления представляет собой следующую ступень совершенства дистанционного управления роботами. Мы видели, что при супервизорном управлении роль принятия решения о действиях робота в той или иной обстановке целиком принадлежит человеку, а робот только выполняет его предписания. В системе же диалогового управления робот, обладая свойствами адаптации к обстановке или даже элементами искусственного интеллекта, может выдавать рекомендации человеку-оператору по возможным способам действия и их числовым характеристикам, исходя из заложенного в память робота задания и на основании результатов оценивания им обстановки в зоне его действия (рис. 4.17). Робот может опротестовывать неосторожные и приводящие к опасным результатам действия человека-оператора. Робот может запрашивать человека о помощи, если ему недостает данных для выполнения требуемой операции.

Рис. 4.17. Схема диалогового (интерактивного) дистанционного управления роботом
Рис. 4.17. Схема диалогового (интерактивного) дистанционного управления роботом

В диалоговой системе дистанционного управления роботом возрастает роль информационной и вычислительной техники, а также гибкого системного программного обеспечения. В такой системе задания роботу со стороны человека-оператора осуществляются в более общей форме, чем при супервизорам управлении, где робот не имеет «думающих» функций. Общение робота с человеком здесь может происходить на языке, близком к естественному. Оно может быть доведено даже непосредственно до естественного языка человека, вплоть до разговорного.

Возможны различные принципы построения диалоговых дистанционных систем управления и их практические реализации. Робот может иметь комплексы средств очувствления (сенсорных систем) разного уровня для восприятия внешней среды. Такие средства были описаны в § 2.3 и 2.4. Но здесь могут использоваться и другие средства, определяющие физические свойства среды. Уровень обработки информации в ЭВМ робота тоже может быть различным, что определяется выполняемой задачей. Другими словами, может осуществляться различный уровень интеллекта робота в соответствии с требованиями описанной выше диалоговой работы человека-оператора с ЭВМ робота по дистанционным каналам.

На рис. 4.17 показаны два варианта диалоговой работы оператора и робота с элементами искусственного интеллекта или адаптивным управлением. Показана также возможность прямой посылки сигналов на нижний уровень управления роботом.

Итак, в экстремальных условиях роботы имеют дистанционную связь с человеком-оператором, во-первых, для отображения на его пульте обстановки и действий робота в рабочем пространстве и, во-вторых, для автоматического выполнения всех операций роботом по заданиям оператора, даваемым средствами супервизорного или диалогового управления.

Однако не всегда возможно все операции автоматизировать. В тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно программировать и автоматически выполнять все элементы операций, которые предстоит проделать в экстремальных условиях роботу, применяются комбинированные системы с автоматическим и ручным дистанционным управлением (копирующим или полуавтоматическим). В этом случае программируется все, что возможно реализовать в программном обеспечении для автоматических действий. Для выполнения же остальных элементов операций, особенно в изменяющихся или непредвиденных (в частности, аварийных) ситуациях, дополнительно подключается либо копирующая, либо полуавтоматическая система дистанционного управления (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Комбинированная система дистанционного управления роботом
Рис. 4.18. Комбинированная система дистанционного управления роботом

Подключение этого дополнительного дистанционного управления производится человеком-оператором в нужные моменты времени, определяемые им на основе дистанционного наблюдения за обстановкой в рабочем пространстве и за действиями робота в нем. При этом оператор отключает автоматическую систему и берет в свои руки управление (в копирующем или полуавтоматическом вариантах) лишь на некоторое время, после чего снова включает автоматические режимы действий робота.

Использование такой комбинированной системы по сравнению с чисто автоматической (супервизорной или диалоговой) повышает надежность выполнения работ в экстремальных условиях. С другой стороны, введение автоматических режимов облегчает работу человека-оператора и существенно увеличивает эффективность выполнения комплекса операций в целом по сравнению с использованием только полуавтоматических систем, а тем более — только копирующих систем, когда человек-оператор должен непрерывно вручную перемещать задающее устройство, воспроизводя необходимые элементы движений рабочего манипулятора.

Следовательно, одна из основных социальных задач робототехники решается именно путем применения дистанционно управляемых роботов, освобождающих человека-оператора от выполнения напряженных механических двигательных функций и от работ в экстремальных условиях.

Дистанционно управляемые роботы с супервизорной системой управления получают применение для подводных технических работ, когда основные элементы операций для робота поддаются программированию. А из комплекса программ для отдельных операций человек-оператор, переключая их, может составлять различные комбинации, соответствующие поставленной задаче, в зависимости от наблюдаемой им дистанционно подводной обстановки. То же относится и ко всем другим экстремальным условиям, охарактеризованным в §4.1.

Источник

Чем отличаются на практике сварка автомат и полуавтомат?

Содержание

  1. Полуавтоматическая сварка: принцип работы, видовое разнообразие
  2. Правильная техника сварки с помощью полуавтомата
  3. Особенности сварных работ в среде защитного газа
  4. Технология работы с алюминием
  5. Сварка с проволокой
  6. Основные правила при проведении сварочных работ
  7. Заключение

Сварка с помощью автомата и полуавтомата позволяет создавать высококачественные надежные соединения деталей из разнообразных металлов совершенно любой толщины.

По этой причине она широко применяется на крупных производственных предприятиях разных отраслей промышленности. Но работа с полуавтоматическим оборудованием отличается от сварки полностью автоматизированным агрегатом.

Полуавтоматическая сварка: принцип работы, видовое разнообразие

Сварочный аппарат состоит из следующих компонентов:

  • горелка;
  • шланг для подачи проволоки;
  • механизм подачи проволоки;
  • панель управления рабочими процессами;
  • проволока в мотке;
  • электропровод;
  • система полуавтоматического управления;
  • шланг для подачи газа;
  • редуктор для снижения газового давления;
  • нагреватель;
  • баллон с газом высокого давления;
  • выпрямитель.

На отечественном рынке присутствует большое разнообразие подобного оборудования. Дабы упорядочить его виды, обратимся к одной из наиболее распространенных классификаций. По мере автоматизации сварных процессов сварочные аппараты могут быть ручными, полуавтоматическими и автоматическими.

Первый тип подобного оборудования более подходит для бытового использования, а второй и третий – для применения на крупных предприятиях, так как сварочные автоматы, полуавтоматы отличаются более высокой производительностью за единицу времени, а также позволяют получить более качественные соединения металлов, нежели при работе ручным сварным агрегатом.

Но стоит заметить, что автоматические сварки стоят значительно дороже ручных агрегатов, поскольку характеризуются более высоким комфортом для пользователя, имеют широкие функциональные возможности, работают дольше.

Полуавтоматы выступают наиболее приемлемым вариантом по соотношению цены, комфортабельности работы и количества функций.

Чтобы понять иные достоинства полуавтоматов, нужно уяснить, как работает полуавтоматическая сварка:

  • внутри аппарата находится катушка с проволокой, выполняющей функцию плавящегося электрода и автоматический механизм подачи такой проволоки;
  • подвижная проволока пропускается через газовое сопло под напряжением, что приводит к ее расплавлению;
  • стабильная длина дуги обеспечивается автоматическим механизмом подачи сварки;
  • оператор выбирает на свое усмотрение направление тока и скорость подачи проволоки для сварки, учитывая вид металла и скорость перемещения газовой горелки.

Понимание принципа работы полуавтоматической сварки позволяет уяснить, чем отличается автомат от полуавтомата . В автомате абсолютно все процессы автоматизированы, то есть, выполняются системой управления. В полуавтоматических сварочных аппаратах, как было сказано выше, некоторые из операций остаются за сварщиком.

Полуавтоматическая сварка делится на разные виды, исходя из наличия определенных характеристик.

По способу защиты материала в процессе выполнения сварных работ различают полуавтоматы для сварки:

  • под флюсом;
  • в инертных и активных газах.

Также полуавтоматы могут быть:

  1. Однофазными.
    Функционируют от сети с напряжением в 220В, но если оно скачет, электрическая дуга не будет постоянной. Такое положение дел опасно появлению дефектов на сварных соединениях.
  2. Трехфазными.
    Функционируют не от каждой розетки, однако гарантируют высокое качество работы при любых нагрузках.

Чтобы стать высококвалифицированным сварщиком, важно уяснить, что нужно для сварки полуавтоматом : каких правил придерживаться, какие расходные материалы использовать.

Правильная техника сварки с помощью полуавтомата

Техника варения сварочным полуавтоматом крайне важна для получения качественных соединений, которые не утратят первоначальных эксплуатационных параметров со временем. Она отличается от технологии выполнения электродуговой ручной сварки.

Существенно и различие автоматически функционирующих приборов от полуавтоматических агрегатов. Рассмотрим основные техники сварных работ полуавтоматом.

Особенности сварных работ в среде защитного газа

При выполнении сварочных работ с использованием полуавтоматического оборудования может применяться газ. Это позволяет снизить процесс окисления металлической детали, подвергаемой сварке, и повысить прочностные характеристики созданного соединения.

Газ для сварочного полуавтомата можно применить разный, но чаще остальных используют: углекислый газ, гелий. Объяснить такую тенденцию можно их доступностью и низким расходованием при выполнении сварных работ.

Важно! При работе с углекислотой крайне важно качество предварительной подготовки свариваемой детали: чем тщательнее выполнена зачистка металлической поверхности, тем меньше вероятность, что на ней останутся частички пыли, грязи, остатки лакокрасочных изделий, ржавчина. Зачистку выполняют с помощью наждачной бумаги или железной щетки.

Технология сваривания позволит понять, как пользоваться сварочным аппаратом при работе с газами.

Их существует несколько видов:

  1. Непрерывное сваривание подразумевает ведение горелкой или электродом от начала и до конца шва.
    Такая техника требует большого мастерства.
  2. Точечная сварка предполагает соединение металлических деталей путем организации множества сварных точек, а не при помощи сплошной дорожки.
  3. Сварное соединение коротким замыканием осуществляется, в большинстве ситуаций, для тонколистового металла путем его расплавления за счет подачи импульсов от короткого замыкания, образуемого в аппарате.
    После замыкания расплавленный металл образует каплю, которая и соединяет две детали.

Многие мастера выбирают режим переменного тока при выполнении сварки полуавтоматом с углекислым газом. В начале работы оборудование следует настроить, исходя из типа рабочего металла и его толщины. Режим сварки определит расход газа, а вот проволока расходуется, в среднем, по 4 см за секунду.

На заметку! Уточнить настройки можно в таблицах ГОСТа с указанием актуального режима и норм для каждого вида металла.

После настройки оборудования и подготовки деталей можно начать соединение поверхностей с помощью полуавтомата. Включите подачу газа, возбудите электрическую дугу, коснувшись проволокой рабочей детали. Нажатие на кнопку Пуск на корпусе агрегата запускает механическую подачу электрода.

Качество швов определит соблюдение важных нюансов при работе:

Источник

Читайте также:  Текст договора поставки оборудования