專利名稱：鋼桶縫焊機(jī)焊接電流數(shù)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接技術(shù)，特別涉及鋼桶縫焊機(jī)焊接電流控制裝置。
目前國內(nèi)外的鋼桶縫焊機(jī)，由兩個(gè)晶閘管控制的交流電壓調(diào)節(jié)器調(diào)整輸入的二相工頻電流后施加到焊接變壓器的初級上，經(jīng)其降壓后由上、下焊臂——二根很粗的導(dǎo)電排輸送到一對不斷旋轉(zhuǎn)的焊輪上，將一只已卷成圓筒體且對邊重迭在一起的薄鋼板縫焊成桶坯。由于鐵磁介質(zhì)的筒體被焊接變壓器的次級繞組、上下焊臂、一對焊輪所構(gòu)成的焊接回路所匝聯(lián)，回路中的阻抗隨著焊接過程相應(yīng)變化，為校正阻抗，達(dá)到穩(wěn)定焊接電流的有效值，就須自動地修正晶閘管的導(dǎo)通角α，以期獲得穩(wěn)定的焊接熱量。英國BRITISH FEDRAL WELDER ＆ MACHINE CO. LTD采用分列元件及模擬積分器組成UZDVR／1焊接熱量控制器來達(dá)到這一目的，該控制器本身元件較多，線路復(fù)雜，維護(hù)困難，且有一定的積分漂移。
本實(shí)用新型目的在于采用一種CMOS集成塊數(shù)字化電路代替原分立元件及模擬積分器，以形成新的控制焊接電流數(shù)控裝置。利用數(shù)字信號便于鎖存的特點(diǎn)使焊接電流的控制精度，重復(fù)精度提高，達(dá)到調(diào)整方便，且無漂移。
本實(shí)用新型的基本原理還是以原主電路即整流電路，晶閘管觸發(fā)電路，位置檢測電路為基礎(chǔ)，關(guān)鍵在于晶閘管觸發(fā)電路完全采用數(shù)字化電路。根據(jù)焊接過程電壓圖所示(見附


圖1)橫軸上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為(鋼筒體)進(jìn)入，中程，終止時(shí)三個(gè)階段，縱軸上VO為電壓初始值，Ve為電壓額定值。為處于“進(jìn)入”階段Ⅰ時(shí)，由位置檢測電路傳遞信號，通過以與非門為主的邏輯電路與模擬開關(guān)組成的電路選取后，選通某一給定的初始值電平，然后把這一電平轉(zhuǎn)換成某一頻率脈沖，由可逆計(jì)數(shù)器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成函數(shù)發(fā)生器對其處理后去控制晶閘管，產(chǎn)生一個(gè)自額定值電壓Ve的40％逐步上升的過程電壓。由可逆計(jì)數(shù)器控制這一階段的開始和結(jié)束。當(dāng)進(jìn)入中程階段Ⅱ，即阻抗校正階段時(shí)，數(shù)控裝置適當(dāng)?shù)販p少導(dǎo)通角，以補(bǔ)償焊接回路的阻抗，而達(dá)到穩(wěn)定焊接電流的目的。當(dāng)結(jié)束焊接時(shí)，數(shù)控裝置迅速轉(zhuǎn)換到終止值電平信號，產(chǎn)生相應(yīng)的逐步下降的終止值電壓。這樣成形的鋼桶坯兩端沿口不致為過大的電流“燒毛”，而使后道工序封口發(fā)生困難，而數(shù)字信號便于鎖存把正負(fù)二個(gè)晶閘管的觸發(fā)控制電壓鎖定在同一值上，做到二個(gè)晶閘管的導(dǎo)通面積相同，使焊接變壓器中的直流分量做到最小，提高變壓器的效率。
附
圖1焊接過程電壓圖附圖2數(shù)控裝置圖本實(shí)用新型實(shí)施方案由附圖2知由精密電源21提供10V左右的穩(wěn)定電壓，施加到4個(gè)多卷線繞的電位器上，它們分別為上升電位器1(4.7KΩ)、校正電位器2(1KΩ)、下降電位器3(4.7KΩ)、初始電位器4(4.7KΩ)。經(jīng)它們調(diào)整后將分別獲得“上升”、“阻抗校正”、“下降”和“初始熱量”四個(gè)控制信號電平，前三個(gè)值將按選擇分別送到模擬開關(guān)5(4051)的輸入端，而“初始熱量”電平送到加法器14的輸入端。在焊接過程中，當(dāng)鋼筒體剛接觸焊輪時(shí)，光電開關(guān)17、18閉合，位置檢測信號導(dǎo)致以與非門為主的邏輯線路10把模擬開關(guān)5中的A端和D端接通，這時(shí)上升電位器1的電平被送到電壓頻率發(fā)生器6的輸入端，一個(gè)頻率與其輸入電壓線性相關(guān)的脈沖信號將由電壓頻率發(fā)生器6送到可逆計(jì)數(shù)器7作加法運(yùn)算，并由數(shù)模轉(zhuǎn)換器8輸出一個(gè)線性上升的電壓，該電壓由運(yùn)放器9作隔離放大后，與采樣保持器19(LM382)送來的電源峰值采樣電壓及初始電位器4送到的“初始熱量”電平三者一起被運(yùn)放器14處理后，控制觸發(fā)器13(KJ009)并去觸發(fā)晶閘管15、16，使它們輸出一個(gè)上升的過渡焊接電壓。
一旦可逆計(jì)數(shù)器7發(fā)出溢出信號，邏輯線路10就斷開模擬開關(guān)5中的A、D兩端，而將B、D兩端聯(lián)接，并將可逆計(jì)數(shù)器7置于“減法”計(jì)數(shù)，此刻，校正電位器2上的“阻抗校正”電平被送到電壓頻率發(fā)生器6的輸入端，使其發(fā)出另一種遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上升階段頻率的脈沖信號，將使可逆計(jì)數(shù)器7作“減法”計(jì)數(shù)，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器8輸出一個(gè)線性下降的電壓，相應(yīng)引起晶閘管17、18的導(dǎo)通角逐漸減少，補(bǔ)償鋼筒體縱向進(jìn)入焊接回路引起的阻抗變化，達(dá)到穩(wěn)流。當(dāng)鋼筒體即將結(jié)束焊接時(shí)，光電開關(guān)之一18打開，而另一開關(guān)17依然閉合，下降電位器3的“下降”電平被送到電壓頻率發(fā)生器6，使其又發(fā)出一個(gè)頻率較高的脈沖信號，使數(shù)模轉(zhuǎn)換器8輸出斜率為負(fù)的線性下降電壓，相應(yīng)使晶閘管的導(dǎo)通角迅速減小，以形成了結(jié)束焊接的下降過渡電壓。當(dāng)鋼桶坯離開焊輪時(shí)，光電開關(guān)17、18皆打開，相應(yīng)地邏輯線路10將可逆計(jì)數(shù)器7置“零”，最終導(dǎo)致晶閘管15、16關(guān)閉，一個(gè)焊接過程結(jié)束。
對于焊接的初始電壓根據(jù)不同材質(zhì)而定，除了按需調(diào)節(jié)初始電位器4以外，還可以在操作前在可逆計(jì)數(shù)器7預(yù)置端，由按鍵開關(guān)11置入一個(gè)初始值，從而控制晶閘管的起始導(dǎo)通角。
為了防止電網(wǎng)電壓的波動影響焊接質(zhì)量，本實(shí)用新型設(shè)置采樣保持器19由同步器20正確地控制其對電網(wǎng)峰值電壓采樣，采得電壓由運(yùn)放器12隔離后一并送到運(yùn)放器14，共同參與對晶閘管15、16的控制，達(dá)到電壓負(fù)反饋的目的。
本實(shí)用新型的效果。利用數(shù)字信號便于鎖存的特點(diǎn)，達(dá)到晶閘管導(dǎo)通的面積相同，使焊接電壓器中的直流分量做到最小，提高了變壓器的效率，節(jié)約能源，由于方便地采用了CMOS集成線路，抗干擾性能提高，線性漂移減少，由于元件大為減少，成本降低維護(hù)方便，深受用戶歡迎。
權(quán)利要求1.一種鋼桶縫焊機(jī)焊接電流數(shù)控裝置，它由整流電路，晶閘管觸發(fā)電路，位置檢測電路及其他執(zhí)行元件組成，其特征在于晶閘管觸發(fā)電路由具備電平信號選取作用的邏輯線路10，模擬開關(guān)5，可逆計(jì)數(shù)器7和具備電壓頻率轉(zhuǎn)換的電壓頻率發(fā)生器6，數(shù)模轉(zhuǎn)換器8組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控裝置，其特征在于電壓頻率發(fā)生器6串聯(lián)在模擬開關(guān)5與可逆計(jì)數(shù)器7之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控裝置，其特征在于模擬開關(guān)5輸入端前置有三個(gè)阻值不同的電位器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控裝置，其特征在于可逆計(jì)數(shù)器7和數(shù)模轉(zhuǎn)換器8成串聯(lián)電路。
專利摘要本實(shí)用新型是一種適合鋼桶縫焊機(jī)控制焊接電流的數(shù)控裝置，取代原分立元件及模擬積分器。主電路為整流電路，晶閘管觸發(fā)電路，位置檢測電路，晶閘管觸發(fā)電路各由具備選取電信號的與具備電壓頻率轉(zhuǎn)換作用的CMOS集成塊組成，在焊接過程中，選取不同的位置信號，經(jīng)過數(shù)字化電路處理，準(zhǔn)確地控制晶閘管導(dǎo)通角，達(dá)到相應(yīng)的電壓，以滿足焊接要求，本實(shí)用新型增加可靠性，使調(diào)試維護(hù)簡便，焊接質(zhì)量提高，深受焊接行業(yè)歡迎。
文檔編號B23K9/09GK2052697SQ8920754
公開日1990年2月14日 申請日期1989年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月18日
發(fā)明者馮建敏 申請人:上海市冶礦機(jī)械技術(shù)研究所