СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 6/2016

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2016 0 0 5 10 15 20 25 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Одиночные разварки [тысяча] Данные 1 из 20 при выборке 20 1 из 20 при выборке 200 Индекс качества 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Одиночные разварки [тысяча] Инструмент А Оптимиз. параметры Инструмент В Оптимиз. параметры Инструмент А Стандарт. параметры Индекс качества Рис. 7. График индекса качества и мониторинга отклонения сигнала износа Рис. 8. Сигнал контроля износа до 100 000 сварок ства. Фильтрация должна выполнять- ся на уровне нижних частот. Так как данные являются дискретными и рав- ноотстоящими, можно выбрать про- стой фильтр со скользящим средним значением. Такая полоса пропуска- ния фильтра может включать в себя сотни операций разварки. Можно так- же комбинировать оба метода – сни- жение коэффициента дискретизации и фильтрацию. На рисунке 7 показаны два метода фильтрации с сокращением количества образцов до 20 операций разварки и скользящим средним зна- чением в пределах 20 и 200 операций разварки соответственно. В последнем случае был получен адекватный реаль- ному состоянию инструмента сигнал контроля износа. Соответствие износа и технологических данных оборудования Предложенный подход был про- верен на различных инструментах для разварки с различными параме- трами. На рисунке 8 показан график расчёта сигнала контроля износа для двух инструментов с наконечниками одинаковой геометрии – из карбида вольфрама (Инструмент A) и кермета (Инструмент B). Инструмент А тести- ровали со стандартными и оптимизи- рованными параметрами. Получен- ные данные соответствуют испытани- ям, описанным ранее. Инструмент А со стандартными параметрами пока- зал быстрое снижение качества свар- ки. После выполнения менее чем 25 000 сварок инструмент сильно изно- сился (см. рис. 1б и 2б). Идентичный инструмент с оптимизированными параметрами проделал в четыре раза больше сварок, состояние поверхно- сти разварки видно на рисунке 4. При использовании Инструмента B с нако- нечником из кермета и традиционных методов мониторинга сварки (оптиче- ский контроль, усилие сдвига) суще- ственных улучшений не обнаружено, что также соотносится с результатами, показанными на графике (см. рис. 8). Сигнал контроля износа инстру- мента для разварки может исполь- зоваться только при определённых настройках. На сигнал может повли- ять механическая регулировка ножа для обрезки и направляющей для проволо- ки. Изменение положения проволоки под V-образной канавкой, вызванное неправильным срезом или смещени- ем направляющей, может, в свою оче- редь, привести к изменениям в процес- се разварки, особенно в части дефор- мации проволоки. Вместо индекса качества разварки, зависящего от деформации проволо- ки, можно использовать общий индекс качества. Чувствительность будет отли- чаться незначительно, поскольку на другие технологические параметры износ мало влияет. Однако использова- ние множества технологических пара- метров повысит уровень оценки состо- яния износа. Определение оптимального интервала замены инструмента Подача установкой разварки сигнала о достижении заданного пользователем уровня износа инструмента означает, что инструмент необходимо заменить. Однако стоит учесть и другие факто- ры, которые могут повлиять на процесс разварки – изменения в установке раз- варки, в проволоке или влияние окру- жающей среды. Возможно, именно они являются причиной износа, а не коли- чество проведённых сварок. З АКЛЮЧЕНИЕ Испытание на долговечность инстру- ментов для разварки показали, что при использовании толстой медной прово- локи износ контактирующей с прово- локой поверхности инструмента зача- стую происходит очень быстро. Тем не менее, результат теста на сдвиг пока- зал, что начальный износ не приводит к значительной потере прочности раз- варки. Однако, когда истирание мате- риала под V-образной канавкой во вре- мя процесса разварки достигает кри- тического значения, возникает контакт инструмента с площадкой. И с увеличе- нием интенсивности износа и часто- ты контакта инструмента с контактной площадкой во время процесса разварки качество разварки ухудшается. При использовании инструмента с наконечником из кермета вместо кар- бида вольфрама наблюдалось незна- чительное увеличение срока служ- бы инструмента. Бо ′ льшего снижения износа (в четыре раза) можно достичь за счёт оптимизации параметров раз- варки. Замена материала ножа для обрез- ки проволоки с закалённой стали на твёрдый сплав и улучшение геометрии режущей кромки продлевает срок его службы до 1 млн операций обрезки. Интервал замены направляющей для проволоки остаётся в районе полумил- лиона операций. Контролировать износ инструмента для разварки можно с помощью техно- логических параметров работы уста- новки разварки. В рамках проведённых исследований подобная оценка износа хорошо соотносится с видимым изно- сом, главным образом – с истиранием наконечника инструмента разварки. В будущем такой подход к контролю износа инструмента разварки может быть реализован в установках развар- ки проволокой, что будет способство- вать повышению качества разварки, а поддержание оптимального интерва- ла замены инструмента позволит сни- зить производственные затраты.