Устройство дистанционного управления процессом сварки

 

Использование: в сварочном производстве , в устройствах дистанционного управления процессом сварки. В устройство, содержащее источник 1 сварочного тока, датчик 8 реле времени и сварочный кабель 3, дополнительно введены стабилизирующей регулятор 2 сварочного тока, два ключа 6 и 9 с памятью, ключ 5, датчик 10 сигналов управления, датчики 4 и 7 начала и окончания сварки, источник 11 опорного напряжения . Стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока включен в сварочную цепь последовательно , датчик 10 сигналов управления подключен через ключ 9 с памятью параллельно ему, при этом выход датчика 10 сигналов управления соединен с управлением ключа 5, второй ключ 6 с памятью соединен последовательно с датчиком 8 реле времени , образуя при этом цепь, параллельную стабилизирующему регулятору 2 сварочного тока. Входы датчика 4 начала сварки, и датчика 7 окончания сварки подключены к выходу стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока, а их выходы соединены с управлением ключа 6 с памятью, датчик 4 начала сварки - с входом Установка, датчик 7 окончания сварки - с входом Сброс. Выход датчика 8 реле времени соединен с управлением ключа 9 с памятью. Источник 11 опорного напряжения включен между выходом стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока и заземленным выходом источника 1 сварочного тока. 2 ил. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! сэ

СО

Ql

ЬЭ

Фиг,.1 (21) 4833708/08 (22) 24.04.90 (46) 07.06.92. Бюл. N 21 (71) Научно-исследовательский проектнотехнологическое бюро "Онега" (72) В. В. Наумов, Б. М, Каган и Б. И. Сергевнин (53) 621,791.751(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1237343, кл, В 23 К 9/10, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ (57) Использование; в сварочном производстве, в устройствах дистанционного управления процессом сварки. B устройство, содержащее источник 1 сварочного тока,. датчик 8 реле времени и сварочный кабель

3, дополнительно введены стабилизирую1 щей регулятор 2 сварочного тока, два ключа

6 и 9 с памятью, ключ 5, датчик 10 сигналов управления, датчики 4 и 7 начала и окончания сварки, источник 11 опорного напряже„„ Ж„„1738528 А1 ния. Стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока включен в сварочную цепь последовательно, датчик 10 сигналов управления подключен через ключ 9 с памятью параллельно ему, при этом выход датчика 10 сигналов управления соединен с управлением ключа 5, второй ключ 6 с памятью соединен последовательно с датчиком 8 реле времени, образуя при этом цепь, параллельную стабилизирующему регулятору 2 сварочного тока, Входы датчика 4 начала сварки„ и датчика 7 окончания сварки подключены к выходу стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока, а их выходы соединены с управлением ключа 6 с памятью, датчик 4 начала сварки — с входом "Установка", датчик 7 окончания сварки — с входом "Сброс".

Выход датчика 8 реле времени соединен с управлением ключа 9 с памятью, Источник

11 опорного напряжения включен между выходом стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока и заземленным выходом источника 1 сварочного тока, 2 ил.

1738528

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам дистанционного управления процессом сварки, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, например, где используется ручная .аргонодуговая сварка.

Известно устройство для регулирования сварочного тока, содержащее источник сварочного тока, блок коммутации, датчик значения сварочного тока, задатчик сварочного тока, регулируемое пороговое устройство, транзистор, конденсатор, два переключателя: зарядный и разрядный, резистор, источник напряжения, источник опорного напряжения, усилитель управляющего сигнала, импульсный стабилизатор.

Недостатком известного устройства является то, что для управления процесса сварки используется дополнительный кабель, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для дистанционного регулирования сварочного тока, содержащее источник питания в (предлагаемом устройстве источник сварочного тока), шунт, блок управления, состоящий из дифференцирующего блока, блока команд, блока контакторов переключателя и двух последовательно включенных реле времени (в предлагаемом устройстве датчик реле времени).

Устройство управляет дистанционно процессом сварки, используя для подачи управляющих сигналов сварочный кабель, однако имеет следующие недостатки: ненадежно в работе из-за того, что сигнал для окончания сварки подается в виде импульса напряжения, который имеет характеристики, близкие к естественным колебаниям, возникающим при проведении сварки, следствием чего являются ложные подачиприемы команд на заварку кратера; имеет на электроде напряжение источника сварочного тока, которое может быть замкнуто на тело человека; неудобно в работе иэ-за самопроизвольного начала цикла сварки после снижения сварочного тока до тока дежурной дуги.

Целью изобретения является повышение надежности в работе путем подачи сигнала на заварку кратера в виде постоянного напряжения, которое получается за счет увеличения длины сварочной дуги; повышение электробезопасности за счет отключения источника сварочного тока на период, когда сварка не производится; повышение удобства в работе путем исключения возможности произвольного повторения цикла процесса сварки, 5

Цель достигается тем, что в устройство дистанционного управления процессом сварки, содержащее источник сварочного тока, датчик реле времени и сварочный кабель, дополнительно введены стабилизирующий регулятор сварочного тока, два ключа с памятью, ключ, датчик сигналов управления, датчики начала и окончания сварки и источник опорного напряжения, причем стабилизирующий регулятор сварочного тока включен в сварочную цепь последовательно, а датчик сигналов управления подключен через первый ключ с памятью параллельно ему, при этом выход датчика сигналов управления соединен с управлением ключа, второй ключ с памятью соединен последовательно с датчиком реле времени, образуя при этом цепь параллельную стабилизирующему регулятору сварочного тока; входы датчиков начала и окончания сварки подключены к выходу стабилизирующего регулятора сварочного тока, а их выходы соединены с управлением второго ключа с памятью: датчика начала сварки — через ключ с входом "Установка", датчик окончания сварки — с входом "Сброс;"; выход датчика реле времени соединен с управлением первого ключа с памятью, источник опорного напряжения включен между выходом стабилизирующего регулятора сварочного тока и заземленным выходом источника сварочного тока.

Сопоставительный анализ с известным показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием новых элементов и их связями с остальными элементами: стабилизирующего регулятора сварочного тока; двумя ключами с памятью; ключом; датчиком сигналов управления; датчиками начала и окончания сварки; источником опорного напряжения.

Сравнение предлагаемого технического решения с известными показало: стабилизирующие источники сварочного тока и датчики окончания сварки широко известны, однако при их введении в указанной связи с остальными элементами блок-схемы в предлагаемое устройство, появляется новое свойство: надежная подача сигнала на заварку кратера без дополнительного кабеля управления за счет удлинения электрической дуги, на теряющей при этом стабильного горения; датчики, начала сварки и источники опорного напряжения широко известны, а также известно их применение в указанной связи, например, в ограничителе напряжения холостого хода источников питания сварочной дуги, однако, поскольку в известном устройстве данные элементы отсутствуют, считаем необходимым оста1738528 вить эти элементы в отличительной части формулы изобретения; ключи, ключи с памятью и датчики сигналов управления широко известны, однако при их введении указанной связи с остальными элементами блок-схемы в предлагаемое устройство, появляется новое свойство: исключается возможность самопроизвольного повторения цикла сварки, а также выключается стабилизирующий регулятор сварочного тока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дистанционного управления процессом сварки; на фиг. 2 — пример выполнения устройства, Устройство содержит источник 1 сварочного тока, один выход которого заземлен (представляет собой обратный провод), другой соединен с одним из входов стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока, другой вход которого заземлен, а к его выходу подсоединены сварочный кабель 3, вход датчика 4 начала сварки, выход которого соединен через ключ 5 с управлением (" Установка) ключа 6 с памятью; и вход датчика 7 окончания сварки; вход которого также соединен с управлением (" Сброс) ключа

6 с памятью, при этом он соединяет выход стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока 2 с одним из входов датчика 8 реле времени, другой вход которого соединен с выходом источника 1 сварочного тока, а выход соединен с управлением ключа 9 с памятью, который соединяет (разъединяет) один из входов датчика 10 сигналов управления, другой выход которого соединен с выходом стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока, а выход соединен с управлением ключа 5; между выходом стабилизирующего регулятора 2 сварочного тока и землей включен источник 11 опорного напряжения, Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии на электроде (на входах датчика 4 начала сварки и датчика 7 окончания сварки присутствует напряжение источника 11 спорного напряжения, ключ 6 с памятью и ключ 9 с памятью разомкнуты, ключ 5 замкнут с выходов датчика 4 начала сварки и датчика 7 окончания сварки поступают логические "0", стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока выключен, После замыкания электрода на свариваемое изделие на входе датчика 4 начала сварки напряжение снижается до О, после чего последний выдает логическую "1" (датчик 7 окончания сварки выдает логический

"0"), которая проходит через ключ 5 и загружает память ключа 6 с памятью, последний замыкается и датчик 8 реле времени выдает сигналы управления на ключ 9 с памятью и на стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока ключ 9 с памятью замыкается, запоминает принятую команду и датчик 10

5 сигналов управления подает сигнал управления на ключ 5 (чем его и размыкает), Включается стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока (при помощи сигнала управления с датчика 8 реле времени), кото10 рый и выполняет цикл процесса сварки: обеспечивает вход в режим сварки, проведение сварки и заварку кратера, Для заварки кратера удлиняют сварочную дугу до 2-3 см, в результате чего на ней увеличивается

15 падение напряжения (горение дуги продолжает быть устойчивым иэ-за того, что величина сварочного тока остается без изменений), которое после достижения заданной величины обеспечивает срабатывание

20 датчика 7 окончания сварки и он выдает логическую "1", которая обнуляет память ключа 6 с памятью, что и размыкает его.

После этого датчик 8 реле времени прекращает подачу сигналов управления на ключ 9

25 с памятью, что не влияет на работу последнего, и стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока начинает заварку кратера, а по достижении заданнОй величины сварочного тока выключает его, и сварочный ток прекра30 щается. После отсоединения электрода от свариваемого изделия обнуляется память ключа 9 с памятью, датчик 10 сигналов управления прекращает подачу сигналов управления, устройство приходит

35 в исходное состояние, и цикл сварки можно повторить, Устройство дистанционного управления процессом сварки может быть выполнено, например, как это показано.на фиг. 2.

40 В основу устройства стабилизирующего регулятора 4 сварочного тока положен узел коммутации, выполненный на элементах 1218, где элементы 12-14 образуют узел тиристорной конденсаторной коммутации, 45 дроссель 15 для накопления энергии, динистор 16 совместно с тиристором 18 обеспе чивают присутствие напряжения источника

11 опорного напряжения. Задатчик 19 сварочного тока осуществляет управление уз50 лом коммутации, причем он обеспечивает стабилизацию значения сварочного тока за счет сигнала, поступающего с шунта 20, а для сравнения с ним, чтобы выработать сигналы управления тиристорами 13 и 14, 55 поступает напряжение с генератора функционального напряжения, выполненного на элементах 21-26, причем опорное напряжение для него поступает с источника 21.

Компаратор 27 с заданным порогом срабатывания предназначен для отключения це1738528

0,2

0,2 лина ги, см

20

Падение напряжения на ге, В

17

32

70

Сва очный ток, А

140

140

140

140 пи управления главного тиристора 14 после снижения на его входе напряжения до заданного значения. Стабилизирующий регулятор 4 сварочного тока работает следующим образом, После подачи сигнала управления с датчика 8 реле времени переключатель 25 соединяет источник 21 с конденсатором 24, последний начинает заряжаться и с выхода генератора функционального напряжения поступает нарастающее напряжение на задатчик 19 и компаратор 27, который срабатывает после достижения напряжения на его входе порога срабатывания и ключ 28 замыкается, включается узел коммутации и по цепи протекает нарастающий сварочный ток(обеспечивается вход в режим сварки), После зарядки конденсатора 24 устанавливается постоянный сварочный ток, величина которого задается в задатчике 19, при этом сварочный ток стабилизируется даже в случае, если сопротивление сварочной дуги меняется. После прекращения подачи сигнала с датчика 8 реле времени подключается к конденсатору 24 разряжающий его резистор 23 и сварочный ток снижается (обеспечивается заварка кратера), а после возвращения компаратора 27 в исходное состояние ключ 28 размыкается, и сварочный ток прекращается.

Датчик 4 начала сварки выполнен на элементах 29-33, представляющими собой в совокупности компаратор, где элемент 33 является источником напряжения, ключ 6 с памятью выполнен на RS-триггере 34, управляющим ключом 35.

Датчик 7 окончания сварки выполнен в виде усилителя-ограничителя на элементах

36-42, где элемент 42 является источником запирающего напряжения.

Датчик 8 реле времени выполнен на оптоэлектронном ключе 43 и резисторе 44, ограничивающим ток его входной цепи.

Ключ 9 с памятью выполнен на тиристоре 45 и резисторе 46.

Датчик 10 сигналов управления выполнен на оптоэлектронном ключе 47 и резисторе 48, ограничивающим его ток, Источник 11 опорного напряжения вы5 полнен на элементах 50-52, где элементы;

49 — прерыватель, 50 — выпрямитель со стабилизатором. Резистор 52 предназначен для ограничения тока при замыкании электрода на свариваемое изделие, 10 Получены следующие экспериментальные данные по измерению характеристик сварочной дуги (горение дуги устойчиво).

Применение предлагаемого устройства позволит исключить дополнительный ка15 бель управления, не снижая при этом эксплуатационных характеристик.

Формула изобретения

Устройство дистанционного управления процессом сварки, содержащее источ20 ник сварочного типа, датчик реле времени и сварочный кабель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и электробезопасности, оно дополнительно снабжено стабилизирующим регулятором

25 сварочного тока, двумя клапанами с памятью, ключом, датчиком сигналов управления, датчиками окончания и начала сварки и источником опорного напряжения, при этом выход источника сварочного тока связан че30 рез датчик реле времени с управляющими входами ключей с памятью, через информационный вход второго ключа с памятью — с первым входом датчика сигналов управления и первым входом регулятора сварочного

35 тока, сварочный кабель связан с выходам регулятора сварочного тока, выходом источника опорного напряжения, вторым входом датчика сигналов управления, входами датчика начала сварки, датчика окончания

40 сварки и выходом ключа с памятью, выход датчика начала сварки через ключ и выход датчика окончания сварки связаны с входами первого ключа с памятью, выход датчика сигналов управления связан с управляю45 щим входом ключа.

1738528

Составитель B. Наумов

Техред М.Моргентал

Корректор Л. Патай

Редактор Г. Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина. 101

Заказ 1961 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5