Блок управления сварочным полуавтоматом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Блок управления (в дальнейшем "блок") является основной частью сварочного полуавтомата типа ПДГ-312 -1 (ПДИ-304) и предназначен для организации сварочного цикла полуавтомата путем подачи управляющих сигналов на исполнительные органы последнего.

(нажмите для увеличения)

Основные параметры блока:

• Напряжение питания, В.......65
• Частота питающей сети, Гц.......50
• Коммутируемая мощность, Вт, не более.......630
• Кратность регулирования частоты вращения якоря двигателя, не менее.......10
• Длительность задержки включения сварочного источника после включения газового клапана (нерегулируемая), с.......0,5±0,1
• Длительность задержки включения привода после включения сварочного источника (нерегулируемая), с, не более.......0,5
• Длительность задержки отключения сварочного источника после отключения привода, с: не более.......0,5
• не менее.......2,5
• Длительность задержки отключения газового клапана после отключения сварочного источника, с: не более.......0,5
• не менее.......4,5
• Длительность включения двигателя при сварке "точками", с: не более.......1,0
• не менее.......5,0
• Жесткость механической характеристики в диапазоне 500-600 при нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150-69 при изменении нагрузки от 0,3Iн до Iн, не более.......+10%

Блок обеспечивает: динамическое торможение; электронную защиту якоря двигателя от перегрузок; включение продувки газа при наладке; выполнение режимов "сварка", "наладка".

Блок сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания в пределах 0,90 до 1,05 Uн.

В режиме наладки блок обеспечивает:

• включение подачи защитного газа для настройки его расхода; установку необходимой скорости подачи электродной проволоки;
• выбор рабочего цикла; сварку длинными швами; сварку короткими швами;
• сварку точечными швами.

В режиме сварки блок обеспечивает выполнение команд о начале сварки и ее прекращении. При подаче команды о начале сварки блок должен: включить подачу защитного газа, источник сварочного тока; с нерегулируемой выдержкой (0,5 с) включить подачу электродной проволоки; обеспечивать стабильность скорости подачи электродной проволоки с точностью ±10% от установленного значения при одновременном значении напряжения питающей сети от плюс 5% до минус 10% номинального напряжения и тока якоря двигателя от 0,3 Iн до Iн.

При подаче команды о прекращении сварки блок должен: выключить и затормозить якорь двигателя подачи электродной проволоки; отключить через определенный интервал времени (поддающийся регулировке настройщиком) источник сварочного тока; отключить через определенный интервал времени (поддающийся регулировке настройщиком) подачу защитного газа.

Блок обеспечивает возможность регулирования скорости вращения привода, подачи сварочной проволоки от подающего механизма полуавтомата, а также проведение необходимых работ в режиме "наладка".

Устройство и принцип действия блока

Блок элементов осуществляет управление органами сварочного полуавтомата (электродвигателем, электроклапаном, сварочным источником) для обеспечения полуавтоматической сваркой. Блок элементов (в дальнейшем A3) состоит из группы элементов, формирующих напряжение питания; схемы управления циклом сварки; схемы управления работы электродвигателя.

Группа элементов, формирующая напряжение питания состоит из: диодов VD26 - VD29, обеспечивающих 62 В питание цепи якоря электродвигателя подающего механизма; элементов R27; VD7; C7; R55; C17, обеспечивающих 15-18 В питание МС и элементов схемы; элементов VD10; VD13; C20, компенсирующих влияние ЭДС самоиндукции двигателя на коммутацию VS1; диода VD8, обеспечивающего электрическую разводку между источником стабилизированного напряжения 15 В и источником пульсирующего напряжения частотой 100 Гц; элементов С8;С16;С21 фильтра от импульсных помех сварочного источника при работе в режиме "сварка"; гасящего резистора R26 питания 48 В обмотки возбуждения электродвигателя подающего механизма; гасящего резистора R30 питания 48 В обмотки электроклапана.

Схема управления циклом сварки выполнена на микросхемах D2 - D4, транзисторах VTЗ - VT6, тиристоре VS4, реле К1 и элементах, обеспечивающих их режимы. Инвертор D2.4 является буферным каскадом, который управляет состоянием триггера D4.2, в свою очередь триггер определяет длительность работы режимов сварка точками и сварки длинными швами (в режиме сварки короткими швами триггер D4.2 нe участвует). С выхода 11 инвертора D2.4 сигнал поступает: на инвертор D2, который дает команду на включение схемы, управляющей режимом работы электроклапана: D2.З; VT5; D2.3; VT4; S4; на схему совпадения D3.1, которая дает разрешение для работы схемы управления электродвигателем подачи электродной проволоки DA1; VT2; VS1; VT1; VS3. С выхода D3.1 сигнал поступает на схему, управляющую режимом включения сварочного источника (VT6; D2.1; VT3; K1). Одновременно с выхода 8 триггера D4.2 сигнал поступает на схему совпадения D3.2, управляющую динамическим торможением электродвигателя, подачей электродной проволоки (VD22; R39; C19; R28; VS2). Режим динамического торможения включается после команды "Конец сварки".

Рассмотрим схему управления циклом сварки в режиме "сварка точками".

При этом S4 в верхнем по схеме положении, S2 находится в разомкнутом состоянии - режим "работа". При нажатии кнопки на горелке (продолжительность нажатия кнопки не оказывает влияния на работу) положительный потенциал, соответствующий лог. "1" (в дальнейшем "1") подается на вход 12 D2.4. При этом на 13 D2.4 присутствует лог."1" с 8 вывода D4.2 (исходное состояние триггера D4.2) через скоммутированные контакты переключателя S4.

На входе инвертора D2.4 появляется лог. нуль ("0"), который меняет состояние триггера D4.2 с задержкой, длительность которой определяется временем разряда конденсатора C12 через резисторы R36; R35 до напряжения менее 7В.

За время отработки "точки" любые манипуляции с кнопкой на горелке не изменяют состояние схемы, т.к. на 13 выводе D2.4 отсутствует запрещающий (нулевой) сигнал, снимаемый с прямого выхода 8 триггера D4.2.

Одновременно с выхода 11 инвертора D2.4 сигнал поступает на инвертор D2.2, который дает команду элементам D2.3; VT4; VS4 на включение транзистора VT4. Этот сигнал поступает и на схему совпадения D3.1, с выхода которой через D1.4 поступает "1", открывающая транзистор VT6 и формирующая на выходе D2.1 "0", который открывает "ключ" VT3. Через обмотку реле K1 потечет ток, реле срабатывает и своими контактами включает сварочный источник.

Через VD25 поступает "1", разрешающая работу схемы управляющей электродвигателем подачи электродной проволоки.

Согласно циклограмме при нажатии кнопки "ПУСК" на горелке включается электроклапан, затем сварочный источник и электродвигатель подачи электродной проволоки.

Длительность сварки точками задается резистором R35. По окончании сварки выключается двигатель, включается динамическое торможение, затем с выдержкой, которая задается резистором R31, выключается сварочный источник и в конце цикла с выдержкой, которая задается резистором RЗЗ, выключает злектроклапан.

Рассмотрим подробно конец цикла сварки точками. По окончании сварки поступает команда "СТОП" по входу 10 триггера D4.2 (за счет разряда конденсатора C12 до напряжения 7В -’’0"), триггер переключается в исходное состояние, т.е. на 8 выводе D4.2 -"1", на 9 выводе D4.2 - "0".

С выхода 9 триггера D4.2 через скоммутированные контакты SA "0"’поступает на схему совпадения D3.1, которая дает запрет на схему управления двигателем, цепь питания обмотки якоря обесточивается, но двигатель по инерции вращается.

Почти одновременно включается схема динамического торможения. Длительность задержки 40 мс t= 0,5 (R53,C15). Лог. "1" c 9 вывода D4.2 через контакты S4 поступает на вход схемы совпадения D3.2, которая включает тиристор динамического торможения VS2, происходит замыкание обмотки якоря, двигатель резко останавливается.

С выхода D3.1 через VB14 поступает "0", который дает команду на выключение сварочного источника. Выключение идет с задержкой, длительность которой определяется величиной R31,"0" закрывает транзистор VT6, формирующий на выходе D2.1 "1", которая закроет "ключ" VT3 и обесточит реле K1. Сварочный источник отключится.

Лог."1" на выходе D2.1 дает команду и на выключение злектроклапана. Заряжаясь, напряжение C13 через RЗЗ, R34 (t=0,5 (R33-R34) C13) откроет транзистор VT5. На "входе D2.3 появится "1", "0", сформированный на выходе инвертора D2.3, отключит транзистор VТ4 и тиристор VS4. Обмотка электроклапана обесточится. Длительность выключения клапана газоотсекателя определяется величиной RЗЗ.

При работе "КОРОТКИМИ ШВАМИ" положительный потенциал через кнопку "ПУСК", расположенную на держателе горелки, поступает на вход инвертора D2.4, на выходе формируется "1", которая через скоммутированные контакты переключателя S4 поступает на схему управления циклом в режиме "СВАРКА ТОЧКАМИ". Продолжительность сварки определяется длительностью включенного состояния кнопки "ПУСК". При ее отпускании схема возвращается в исходное состояние, при этом триггер D4 в работе не участвует.

При сварке "ДЛИННЫМИ ШВАМИ" продолжительность сварки определяется интервалом времени между первым и последующим нажатиями кнопки "ПУСК" на держателе горелки.

При подаче положительного потенциала через копку "ПУСК" буферный каскад D2.4 переключат триггер D4, и триггер запоминает это состояние посредством самоблокировки по входу 13 D4.2 через инвертор D2.4.

Сигналы, снимаемые с триггера D4 и инвертора D2.4 через скоммутированные контакты перключателя S4 поступают на схему управления циклом сварки и схему управления электроприводом, аналогично в режиме "СВАРКА ТОЧКАМИ".

Схема управления электроприводом подачи электродной проволоки состоит из следующих функциональных узлов: суммирующего, усилителя DA1, генератора импульсов управления VT2; R17; R18; C4; усилителя мощности, собранного на тиристоре VS3, схемы токовой защиты (R3; R5; VT1, VD4), тиристора динамического торможения VS2, оптотиристора VS1, питающего обмотку якоря электродвигателя.

На резистор, регулирующий скорость подачи электродной проволоки, который находится на подающем механизме, подается стабилизированное напряжение с VD8, а с движка этого резистора снимается и подается на вход суммирующего усилителя DA1 напряжения задания U3.

Делитель на резисторах R2, R7 подключен параллельно якорю двигателя, а с вывода резистора R2 снимается напряжение обратной связи Uос и подается на инвертирующий вход усилителя DA1. Это напряжение пропорционально напряжению на якоре двигателя.

С резистора R9 снимается напряжение Uос, пропорциональное току, протекающему через якорь двигателя и резистор R29. Это напряжение через резисторы R11, R12 суммируется с напряжением задания на неинвертарующий вход суммирующего усилителя D1.

Следовательно, на выходе усилителя получим напряжение рассогласования Up

Uр=Uз-Uос.

Напряжение рассогласования подается на вход компаратора, выполненного на однопереходном транзисторе VT2. При достижении напряжения на конденсаторе С4, равного порогу включения транзистора VT2, последний открывается, и на резисторе R18 появляется импульс управления, который открывает тиристор VS3, включающий тиристор VS1. В связи с тем что база 2 транзистора VT2 питается напряжением, синфазным с напряжением питающей сети, передний фронт импульса управления перемещается по фазе в зависимости от величины Up.

В установившемся режиме при неизменном положении движка резистора задания скорости подачи электродной проволоки якорь двигателя вращается с постоянной скоростью; напряжение на якорных клеммах и на резисторе R29 не меняется, и поэтому величина Uр постоянная.

В случае, если нагрузка на валу двигателя увеличилась, то частота вращения его якоря и напряжение на нем уменьшаются, а ток якорный цепи увеличивается. Соответственно уменьшается напряжение отрицательной обратной связи Uос, и увеличивается напряжение положительной обратной связи Uос.

Из приведенного выше напряжения (I) очевидно, что напряжение Up увеличивается. Увеличение Up вызывает соответствующий фазовый сдвиг импульса управления на выходе компаратора, и тиристор включается раньше, что приводит к увеличению напряжения на якоре двигателя, а следовательно, и частоты вращения до прежнего уровня.

Действие положительной обратной связи Uос наиболее эффективно при малых частотах вращения якоря, т.е. когда абсолютная величина этого напряжения соизмерима с величиной напряжения задания, а напряжение на якоре двигателя мало.

В качестве суммирующего усилителя применены усилитель постоянного тока КР140УД1Б (DA1). Усилитель охвачен частотно-зависимой обратной связью (С5, С6, R16).

На неинвертарущий вход 11 усилителя через резистор R14 подается напряжение задания скорости подачи электродной проволоки, а через резистор R12 - интегрированный сигнал, пропорциональный току якоря.

На инвертирующий вход 10 усилителя подается с делителя R2, R7 сигнал, пропорциональный напряжению на якоре двигателя.

На этот же вход через резисторы R15; R20 подается стабилизированное напряжение для установки на выходе 5 усилителя, напряжения равного порогу включения однопереходного транзистора VT2 при нулевом значении задающего напряжения.

Резистором R20 устанавливается минимальная частота вращения якоря двигателя.

Для компенсации разброса параметров однопереходных транзисторов и обеспечение идентичности выходных характеристик приводов база 2 транзистора VТ2 подключена к параметрическому стабилизатору R24, VD9 через делитель R25.

Перемещением движка резистора R25 в каждом экземпляре привода на базе 2 транзистора VТ2 устанавливается такое напряжение, при котором напряжение на эмиттере, измеренное осциллографом, будет равно 3,5 В.

Напряжение обратной связи по току в цепи якоря снимается с делителя R9. Параллельно делителю подключен диодный ограничитель VD1, VD2, R4 для ограничения максимального напряжения обратной связи.

Движком резистора R3 устанавливается необходимый порог включения токовой защиты.

Диоды VD3, VD4 служат для ограничения сигнала в цепи базы транзистора VT1 и для температурной компенсации режима работы этого транзистора.

Реле К2 включается тумблером, расположенным на механизме подачи, в режиме "НАЛАДКА" для подачи электродной проволоки в канал сварочной горелки.

Контакты реле К2 включают привод и отключают динамическое торможение и сварочный источник.

При нагрузке на валу двигателя, не превышающей допустимую, транзистор токовой отсечки VT1 закрыт. Напряжение с коллектора этого транзистора и выхода 9 DD4.2 поступает через S4 на вход схемы совпадения D3.1. При увеличении тока якоря растет напряжение на резисторе R29 и на параллельно подключенном к нему резисторе R3. Движок резистора R3 подключен к базе транзистора VT1 и установлен таким образом, что при достижений тока якоря значения 1,5 Iн транзистор VT1 открывается.

Напряжение по одному из входов схемы элемента D3.1 становится близким к нулю, следовательно, закрывается выходной каскад усилителя D3.1, сигнал по входу 11DA1 аннулируется, генератор на VT2 выключается, и тиристор VS1 выключает основной тиристор, управляющий двигателем, при этом ток в цепи якоря двигателя отсутствует, транзистор VT1 закрывается, на выходе D3.1 появляется "1", разрешающая включение двигателя - привод снова включается.

Таким образом, в цепи якоря поддерживается некоторое среднее значение тока, не превышающее допустимое.

Автор: В.Е.Тушнов

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Управление техникой с помощью силы мысли 04.04.2022 Китайские ученые разработали технологию управления роботизированной техникой с помощью распознавания мозговой активности. Точность управления впечатляет и доступна даже без специального обучения. На практике новая технология будет реализована на будущей китайской орбитальной станции, позволив тайконавтам, например, управлять огромным роботизированным манипулятором силой одной только мысли. Речь идет о симуляции, а не об управлении реальными механизмами. Впрочем, от симуляции до настоящей техники один шаг, и он вскоре будет сделан. В процессе эксперимента 35 добровольцев должны были мысленно управлять сегментированным роботизированным манипулятором. Из этого числа 11 участников сразу справились с поставленной задачей. Важно отметить, что 27 подопытных вообще не имели опыта управления подобными устройствами, но после небольшого обучения они также смогли управлять механизмом с высочайшей точностью. Средняя точность выполнения операций достигла беспрецедентных 99,07 %. Во всех предыдущих опытах подобного рода точность исполнения команд колебалась в диапазоне от 40 % до 80 %. Люди без опыта показали меньшую точность, но тоже на высочайшем уровне - 98,9 %. Добиться настолько высокого результата китайские исследователи смогли благодаря продуманной системе усиления мозговой активности в нужном направлении. Так, управляемые сегменты манипулятора мерцали на экране с разными, но с фиксированными частотами. Утверждается, что это помогало синхронизировать мозговую активность с каждым сегментом роботизированной руки и выявлять активирующий сигнал во всем хаосе мыслей. "В будущем при освоении космоса люди и машины будут работать вместе, - сообщает государственное информационное агентство "Синьхуа". - Человеку больше не нужно будет использовать клавиатуру, мышь или даже джойстик, он сможет использовать свой мозг и глаза".

Другие интересные новости:

▪ Будет построен тоннель Нью-Йорк - Вашингтон

▪ Эффективные молекулярные диоды

▪ Тончайший детектор рентгеновского излучения

▪ Раскрыта причина шрамов

▪ Миниатюрная камера MiniCa

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Принцип домино. Крылатое выражение

▪ статья Есть ли животное вампир? Подробный ответ

▪ статья Оператор очистных сооружений. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Температурные индексы диэлектрических материалов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Угадать задуманный день недели. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026