Search

The aim of this study is to substantiate the use machine learning methods to optimize a combination of ultrasonic welding (USW) parameters for manufacturing of multilayer lap joints consisting of two outer PEEK layers, a middle prepreg of unidirectional carbon fibers (CFs), and two energy directors (EDs) between them. As a result, a mathematical problem associated with determining the optimal combination of technological parameters was formulated for the formation of USW joints possessing improved functional properties. In addition, a methodology was proposed to analyze the mechanical properties of USW joints based on neural network simulation (NNS). Experiments were performed, and threshold values of the optimality conditions for the USW parameters were chosen. Accordingly, NNS was carried out to determine the parameter ranges, showing that the developed optimality condition was insufficient and required correction, taking into account other significant structural characteristics of the formed USW joints. The NNS study enabled specification of an extra area of USW parameters that were not previously considered optimal when designing the experiment. The NNS-predicted USW mode (P = 1.5 atm, t = 800 ms, and τ = 1500 ms) ensured formation of a lap joint with the required mechanical and structural properties (σUTS = 80.5 MPa, ε = 4.2 mm, A = 273 N·m, and Δh = 0.30 mm).

Данная работа посвящена разработке устройства для ультразвуковой сварки с применением цифровой обработки сигнала. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Алгоритм поиска резонанса. 2. Алгоритм подстройки частоты резонанса во время работы. 3. Управление прямым цифровым синтезом частоты 4. Принципиальная схема устройства. 5. Прототип печатной платы. На сегодняшний день в действующих оборудованиях для ультразвуковой сварки присутствует ряд недостатков, из-за которых КПД таких устройств невелик. В ходе работы были описаны данные недостатки и предложено устройство, позволяющие значительно увеличить КПД, а также с помощью микроконтроллера и цифровой обработки сигнала получаем такие преимущества по сравнению с аналогами, как: удобный интерфейс для управления, автономность, гибкость и значительное упрощение схемы устройства для данного типа сварки. В результате работы были представлены: алгоритмы поиска резонанса, алгоритм автоподстройки частоты, принципиальная схема устройства, а также прототип печатной платы., The given work is devoted to the development of a device for ultrasonic welding with using digital signal processing. The research set the following goals: 1. The resonance search algorithm. 2. Algorithm for adjusting the resonance frequency during operation. 3. Frequency control of direct digital synthesizers. 4. Schematic diagram of the device. 5. Prototype circuit board. To date, the existing equipment for ultrasonic welding has a number of disadvantages, because of which the efficiency of such devices is small. In the course of the work, these shortcomings were described and a device was proposed that can significantly increase the efficiency, and with the help of a microcontroller and digital signal processing we get such advantages as analogs: a convenient control interface, autonomy, flexibility and a significant simplification of the device circuit for this type of welding. As a result of the work, the following were presented: resonance search algorithms, an automatic frequency control algorithm, a circuit diagram of the device, as well as a prototype of a printed circuit board.

В статье представлены результаты работы по разработке ультразвукового аппарата и системы позиционирования ручного сварочного инструмента для сварки изделий из термопластов, применяющихся в автомобильной отрасли промышленности. Разработка специализированной системы позиционирования сварочного инструмента позволила обеспечить точное расположение сварных швов на изделии, а также задать точную величину заглубления сварочного инструмента, что позволяет повысить качество формирования сварных швов, прочность, надёжность и эксплуатационные характеристики автомобильных бамперов., – In article results of work on development of the ultrasonic device and the system of positioning of the hand welding tool for welding of products from the thermoplastics which are applied in an automobile industry are provided. Development of specialized system of positioning of the welding tool allowed to provide an exact arrangement of welded seams on a product and also to set the exact size of burying of the welding tool that allows to increase quality of forming of welded seams, durability, reliability and utilization properties of automobile bumpers., №1(25) (2019)

The development of the common control theory, organization and management of production systems and processes, computer information systems and technology, instrumental environments and development systems require development of new models, structures and management systems of different types of production systems and processes. The purpose of this work is to study production system in order to increase efficiency by developing new models and structures for the management of production system. This work focuses on modeling and development of new information - control over the production structures for connecting wires through the method of ultrasonic welding with a view to the so-occurring trends. It is using Event-Drive flow (stream) models in Matlab. Furthermore it develops and implements study and validation of the information system and event model with Matlab and SimEvents. Simulation results. In accordance with the principle examined functional stream in P2 at an application time -0,5h and operation time - 0,6h as well as at obtained simulation results from Fig. 4, 5, 6, 7 and 8 follows that we have a valid realization of EVENT flow model. Since implementation of ultrasonic welding is 0,1h longer than the time of forming application in the internal buffer storage at USW workplace within one shift there will be an asynchronous accumulation of small amounts of cable bundles. Except this, synchronization of produced cable connections gets also disturbed., Практическое развитие задач общей теории управления, организации и управления производственными системами и процессами, компьютерными информационными системами и технологиями, инструментальными средами и системами разработки требует разработки новых моделей, структур и систем управления различных типов производственных систем и процессов. Целью данной работы является изучение производственной системы с целью повышения эффективности за счет разработки новых моделей и структур для управления производственной системой. Результаты исследования. В работе исследуются технологические характеристики производственного процесса для производства кабельных компонентов и представлена модель потока событий производственного процесса, в частности, предложена модель процесса контроля производственных структур при соединения проводов методом ультразвуковой сварки. При разработке модели в Matlab использовался механизм потоковых моделей Event-Drive. Кроме того, разработано и реализовано программное обеспечение для изучения и проверки информационной системы и модели событий с помощью инструментов Matlab и SimEvents. Реализация и проверка модулей осуществляется при помощи сервиса Paradox инструментальной среды Database Desktop. При моделировании учтены особенности производственного процесса для изготовления кабельных соединений, исследованы различные методы по показателю импорта энергии в зоне сварки. Выводы. В результате исследований предложена методология реализации и проверки проекта информационной системы процесса программно-управляемого производства жгутов с использованием ультразвуковой сварки для соединения проводов. Для ее функционирование необходимо выполнить такие этапы: создание физической базы данных; создание приложения для проверки достоверности, функциональности и целостности разработанной базы данных; реализовать специальные проекты для проверки достоверности и функциональности разработанных проектов клиентских приложений., Практичний розвиток завдань загальної теорії управління, організації та управління виробничими системами та процесами, комп'ютерними інформаційними системами і технологіями, інструментальними середовищами і системами розробки вимагає розробки нових моделей, структур і систем управління різних типів виробничих систем та процесів. Метою даної роботи є вивчення виробничої системи з метою підвищення ефективності за рахунок розробки нових моделей і структур для управління виробничою системою. Результати дослідження. В роботі досліджуються технологічні характеристики виробничого процесу для виробництва кабельних компонентів і представлена модель потоку подій виробничого процесу, зокрема, запропонована модель процесу контролю виробничих структур при з'єднання проводів методом ультразвукового зварювання. При розробці моделі в Matlab використовувався механізм потокових моделей Event-Drive. Крім того, розроблено і реалізовано програмне забезпечення для вивчення і перевірки інформаційної системи і моделі подій за допомогою інструментів Matlab і SimEvents. Реалізація та перевірка модулів здійснюється за допомогою сервісу Paradox інструментального середовища Database Desktop. При моделюванні враховано особливості виробничого процесу для виготовлення кабельних з'єднань, досліджено різні методи по показнику імпорту енергії в зоні зварювання. Висновки. В результаті досліджень запропоновано методологію реалізації та перевірки проекту інформаційної системи процесу програмно-керованого виробництва джгутів з використанням ультразвукового зварювання для з'єднання проводів. Для її функціонування необхідно виконати такі етапи: створення фізичної бази даних; створення додатка для перевірки достовірності, функціональності і цілісності розробленої бази даних; реалізувати спеціальні проекти для перевірки достовірності і функціональності розроблених проектів клієнтських застосунків.

The main features of continuous technology ultrasonic welding of flexible plastic silo-ventilation pipes. An algorithm for the automatic process control process, providing high quality connections, Рассмотрены основные особенности технологии непрерывной ультразвуковой сварки гибких полимерных шахтно-вентиляционных труб. Предложен алгоритм автоматического управления технологическим процессом, обеспечивающего высокое качество соединения, Розглянуто основні особливості технології безперервної ультразвукового зварювання гнучких полімерних шахтно-вентиляційних труб. Запропоновано алгоритм автоматичного керування технологічним процесом, що забезпечує високу якість з'єднання

Представлены результаты исследований процессов, происходящих при введении ультразвуковых колебаний в свариваемые изделия с учётом особенностей реализации прессовой и непрерывной сварки при формировании точечных, линейных, кольцевых и протяжённых непрерывных сварных швов. Выявленные зависимости необходимой для ультразвуковой сварки энергии от свойств соединяемых материалов, скорости сварки (скорости перемещения свариваемых материалов), формы прижимного ролика, трения при сварке тонких плёнок позволили установить оптимальные режимы ультразвукового воздействия для сварки различных по форме сварных швов заклёпочного типа, швов линейной формы и кольцевой формы или швов по сложному замкнутому контуру. Разработанные и представленные сварочные аппараты позволяют обеспечить качественную сварку производимых промышленностью и вновь создаваемых изделий из полимерных термопластичных материалов. The paper introduces the results of investigation of processes occurring at introduction of ultrasonic oscillations into weld items considering the features of implementing press cold and continuous welding when forming spot, line, circular and extended continuous welds. The identified dependences of energy required for ultrasonic welding on properties of weld materials, welding speed (speed of weld materials tracking), forms of pressure roller, frictions when welding thin films made it possible to define optimal modes of ultrasonic exposure for welding rivet, line and circular weld of different forms and welds of complex closed loop. The developed welding units allow supporting quality of welding items of polymeric thermoplastic materials.

Предложен подход к моделированию процесса ультразвуковой сварки на базе трибологической системы, которая определяется как некая логико-математическая структура, элементами которой являются подсистемы материалов, излучения, динамики, внутреннего трения, термодинамики и собственно ультразвукового инструмента. Описано построение отдельных подсистем и формирование в конечном счете существенно нелинейной модели процесса. An approach to modeling of ultrasonic welding process based on tribo-logical system, which is defined as a kind of logical-mathematical structure whose elements are subsystems materials, radiation, dynamics, internal friction, thermodynamics and proper ultrasonic tool. Describes the construction of the individual subsystems and ultimately the formation of an essentially nonlinear process model