半自動溶接制御ユニット。スキーム、説明

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半自動溶接制御装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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コントロールユニット（以下「ブロック」といいます）は、PDG-312-1（PDI-304）半自動溶接機の主要部分であり、制御信号を供給することによって半自動溶接サイクルを組織するように設計されています。後者の執行機関。

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ブロックの主なパラメータ：

供給電圧、V ....... 65
主電源周波数、Hz........50
スイッチドパワー、W、以下....... 630
モーターアーマチュア速度制御の多重度、それ以下ではない.......10
ガスバルブをオンにしてから溶接源をオンにするまでの遅延時間 (規制なし)、s....0,5±0,1
溶接電源 (規制されていない) をオンにした後のドライブのオン遅延時間、s、...0,5 以下
ドライブがオフになった後の溶接ソースのシャットダウン遅延時間、s: 0,5 以下
少なくとも.......2,5
溶接源がオフになった後のガスバルブのシャットダウン遅延時間、s: 0,5 以下
少なくとも.......4,5
「ドット」を溶接するときにエンジンをオンにする時間、s：これ以上....... 1,0
少なくとも.......5,0
GOST 500-600 に準拠した通常の気候条件下で、荷重が 15150 インチからインチに変化した場合の機械的特性の剛性は 69 ～ 0,3 であり、 ..... + 10% 以下

ブロックは次の機能を提供します。動的ブレーキ。過負荷に対するモーター電機子の電子的保護。試運転中にガスパージをオンにします。「溶接」、「調整」モードのパフォーマンス。

電源電圧が 0,90 ～ 1,05 Un の範囲で変化しても、ユニットは動作を続けます。

セットアップモードでは、ブロックは以下を提供します。

保護ガスの供給をオンにして消費量を調整する。必要な電極ワイヤの送り速度を設定します。
作業サイクルの選択; 長い縫い目で溶接; 短い縫い目で溶接;
スポット溶接。

溶接モードでは、ユニットは溶接を開始および停止するためのコマンドを実行します。溶接を開始するコマンドが与えられると、ユニットは次のことを行う必要があります。溶接電流源であるシールドガスの供給をオンにする。規制されていない曝露 (0,5 秒) では、電極ワイヤの供給をオンにします。定格電圧のプラス 10% ～マイナス 5% の供給電圧と 10 In ～ In のモーター電機子電流の同時値により、設定値の ±0,3% の精度で電極ワイヤの送給速度の安定性を確保します。

溶接を停止するコマンドが与えられた場合、ユニットは次のことを行う必要があります。電極ワイヤ送給モーターのアーマチュアをオフにしてブレーキをかけます。一定の時間間隔（チューナーによって調整可能）の後に溶接電流源をオフにします。一定の時間間隔（調整器で調整可能）後にシールドガスの供給をオフにします。

このユニットは、ドライブの回転速度を制御し、半自動フィーダーから溶接ワイヤを供給し、「調整」モードで必要な作業を実行する機能を提供します。

ブロックの装置と動作原理

要素のブロックは、半自動溶接要素 (電気モーター、電磁弁、溶接源) を制御して、半自動溶接を提供します。要素のブロック (以下、A3) は、電源電圧を形成する要素のグループで構成されます。溶接サイクル制御方式。モーター制御回路。

供給電圧を生成する要素のグループは、次のもので構成されます。ダイオード VD26 ～ VD29 は、フィーダーモーターの電機子回路に 62 V の電力を供給します。 R27要素。 VD7; C7; R55; C17、MS および回路要素に 15 ～ 18 V の電力を供給します。 VD10 要素。 VD13; C20、スイッチング VS1 に対するモーターの自己誘導 EMF の影響を補償します。ダイオード VD8 は、15 V の安定化電圧源と 100 Hz の周波数の脈動電圧源との間に電気配線を提供します。「溶接」モードで動作するときの溶接源のインパルスノイズからのフィルタの要素C8; C16; C21。クエンチング抵抗 R26 電源 48 V フィーダーモーターの励磁巻線。クエンチング抵抗 R30 ソレノイドバルブ巻線の電源 48 V。

溶接サイクル制御回路は、D2 - D4 マイクロ回路、VTZ - VT6 トランジスタ、VS4 サイリスタ、K1 リレー、およびそれらのモードを提供する要素で構成されています。インバータ D2.4 は、トリガ D4.2 の状態を制御するバッファステージであり、トリガはスポット溶接およびロングシーム溶接モードの継続時間を決定します (ショートシーム溶接モードでは、トリガ D4.2 は関与しません) ）。インバータ D11 の出力 2.4 から信号がインバータ D2 に到着し、ソレノイドバルブの動作モードを制御する回路をオンにするコマンドが与えられます。D2.З; VT5; D2.3; VT4; S4; 一致回路Ｄ３．１に送給モータ制御回路ＤＡ１の動作を許可する。 VT3.1; VS1; VT2; VS1。信号は出力 D1 から、溶接電源 (VT3、D3.1、VT6、K2.1) をオンにするモードを制御する回路に送られます。同時に、トリガ D3 の出力 1 から信号が一致回路 D8 に供給され、電気モータのダイナミックブレーキと電極ワイヤの供給 (VD4.2; R3.2; C22; R39; R19; R28; R2; RXNUMX; CXNUMX; RXNUMX; RXNUMX) が制御されます。 VSXNUMX）。「溶接終了」コマンド後にダイナミックブレーキモードが作動します。

「スポット溶接」モードでの溶接サイクルの制御方式を検討してください。

同時に、S4は図によれば上の位置にあり、S2は開いた状態、つまり「作業」モードにあります。バーナーのボタンを押すと（ボタンを押している時間は動作に影響しません）、ログに対応するプラスの電位が発生します。入力１２Ｄ２．４には「１」（以下「１」）が与えられる。同時に、１３Ｄ２．４において、スイッチＳ４のスイッチ接点を介した８出力Ｄ４．２（トリガＤ４．２の初期状態）からのログ「１」が存在する。

インバータ D2.4 の入力にログが表示されます。ゼロ（「０」）は、トリガＤ４．２の状態を遅延させて変化させる。その持続時間は、抵抗器Ｒ３６を通るコンデンサＣ１２の放電時間によって決定される。 R0 を 4.2V 未満の電圧に接続します。

「ポイント」の作業中、バーナーのボタンを操作しても回路の状態は変わりません。ピン 13 D2.4 には、トリガー D8 の直接出力 4.2 から取得される抑制 (ゼロ) 信号はありません。

同時に、インバータ D11 の出力 2.4 から信号がインバータ D2.2 に送信され、インバータ D2.3 が要素 D4 にコマンドを与えます。 VT4; VS4 はトランジスタ VT3.1 をオンにします。この信号は D1.4 一致回路にも送られ、その出力から D1 を介して「6」が来て、トランジスタ VT2.1 が開き、出力 D0 で「3」が形成され、「キー」VT1 が開きます。。リレー KXNUMX の巻線に電流が流れ、リレーが作動して接点で溶接電源をオンにします。

VD25に「1」が入り、電線送給モータ制御回路が動作します。

サイクグラムによれば、バーナーの「開始」ボタンを押すと、電磁弁がオンになり、次に溶接電源と電極ワイヤを送給するための電動モーターがオンになります。

スポット溶接の継続時間は抵抗器 R35 によって設定されます。溶接の終了時に、エンジンがオフになり、ダイナミックブレーキがオンになり、抵抗器 R31 によって設定された遅延を伴って溶接電源がオフになり、サイクルの終了時に遅延が発生します。抵抗RXNUMXによって設定されると、ソレノイドバルブはオフになります。

スポット溶接サイクルの終了について詳しく検討してください。溶接の終了時に、「STOP」コマンドがトリガ D10 の入力 4.2 で受信され (コンデンサ C12 が 7V - 「0」の電圧まで放電されるため)、トリガは元の状態、つまりオンに切り替わります。ピン 8 D4.2 - 「1」、D9 の 4.2 番目の出力 - 「0」。

D9 トリガの出力 4.2 から、スイッチ接点 SA を介して「0」が一致回路 D3.1 に送られ、モータ制御回路が禁止され、電機子巻線の電源回路が遮断されます。通電していますが、モーターは慣性で回転します。

ほぼ同時に、ダイナミックブレーキ回路が作動します。遅延期間 40 ms t= 0,5 (R53,C15)。ログ。「1」c 9 出力 D4.2 は接点 S4 を介して一致回路 D3.2 の入力に入り、ダイナミックブレーキサイリスタ VS2 をオンにし、電機子巻線が閉じ、エンジンが突然停止します。

出力 D3.1 から VB14 には「0」が出力され、溶接電源をオフにするコマンドが与えられます。オフになると遅延が発生し、その期間は R31 の値によって決まります。「0」はトランジスタ VT6 を閉じ、出力 D2.1 で「1」を形成し、「キー」VT3 を閉じてオフになります。リレーK1を通電します。溶接電源がオフになります。

出力 D1 のログ「2.1」は、ソレノイドバルブをオフにするコマンドを与えます。充電時、R13、R34 を通る電圧 C0,5 (t = 33 (R34-R13) C5) により、トランジスタ VT2.3 が開きます。「入力 D1」には「0」が表示され、インバータ D2.3 の出力で生成される「4」は、トランジスタ VT4 とサイリスタ VSXNUMX をオフにし、ソレノイドバルブ巻線は消勢されます。

「SHORT SEAMS」で作業する場合、トーチホルダーにある「START」ボタンを介した正電位がインバータ D2.4 の入力に入り、出力は「1」となり、スイッチ S4 のスイッチ接点を介して入力されます。「スポット溶接」モードのサイクル制御回路。溶接時間は「START」ボタンのオン状態の継続時間によって決まります。解放されると回路は元の状態に戻り、トリガー D4 は動作に関与しません。

「ロングシーム」で溶接する場合、溶接時間はトーチホルダーの「開始」ボタンを最初に押してから次に押すまでの時間で決まります。

「START」ボタンを通じて正の電位が印加されると、バッファ段 D2.4 がトリガー D4 を切り替え、トリガーはインバーター D13 を介して入力 4.2 D2.4 でセルフロックすることによってこの状態を記憶します。

S4 スイッチのスイッチ接点を介して D2.4 トリガと D4 インバータから取得された信号は、「スポット溶接」モードと同様に、溶接サイクル制御回路と電気駆動制御回路に供給されます。

電極ワイヤを供給するための電気駆動装置の制御回路は、次の機能ユニットで構成されます。加算器、増幅器 DA1、制御パルス発生器 VT2。 R17; R18; C4; サイリスタ VS3 に組み込まれたパワーアンプ、電流保護回路 (R3; R5; VT1、VD4)、ダイナミックブレーキサイリスタ VS2、モータの電機子巻線に電力を供給するオプトサイリスタ VS1。

VD8 からの安定化電圧は、給電線にある電極ワイヤの送給速度を調整する抵抗器に供給され、この抵抗器のエンジンから外されて基準電圧の加算アンプ DA1 の入力に供給されます。 U3。

抵抗器 R2、R7 の分圧器はモーターの電機子に並列に接続され、フィードバック電圧 Uos は抵抗器 R2 の出力から除去され、増幅器 DA1 の反転入力に供給されます。この電圧はモーターの電機子電圧に比例します。

電圧 Uos は、モーターの電機子と抵抗 R9 を流れる電流に比例して、抵抗 R29 から除去されます。この電圧は抵抗器 R11、R12 を介して加算増幅器 D1 の非反転入力への基準電圧に加算されます。

したがって、アンプの出力では、ミスマッチ電圧 Up が得られます。

Ur \uXNUMXd Uz-Uos。

不一致電圧は、単接合トランジスタ VT2 で作られた比較器の入力に印加されます。コンデンサC4の電圧がトランジスタVT2のターンオン閾値に等しいとき、トランジスタVT18が開き、制御パルスが抵抗R3に現れ、サイリスタVS1が開き、サイリスタVS2がオンになる。トランジスタＶＴ２のベース２が主電源電圧と同相の電圧によって電力供給されるという事実により、制御パルスの先端エッジはＵｐの値に応じて同相で移動する。

定常状態では、抵抗器の位置によって電極ワイヤの送り速度が設定され、モーターの電機子は一定の速度で回転します。アンカー端子と抵抗 R29 の電圧は変化しないため、Ur の値は一定です。

モーターシャフトの負荷が増加すると、アーマチュアの回転周波数とアーマチュアにかかる電圧が減少し、アーマチュア回路の電流が増加します。したがって、負帰還電圧Ｕｏｓは減少し、正帰還電圧Ｕｏｓは増加する。

上記の電圧 (I) から、電圧 Up が増加することが明らかです。 Up が増加すると、コンパレータの出力で制御パルスの対応する位相シフトが発生し、サイリスタが早くオンになり、モータの電機子電圧が増加し、その結果、回転速度が前のレベルに戻ります。

正帰還 Uos の動作は、アーマチュア速度が低い場合、つまり、この電圧の絶対値が基準電圧の値に比例し、モーターの電機子の電圧が小さい場合。

サミングアンプにはDCアンプKR140UD1B(DA1)を使用しました。アンプは周波数依存のフィードバック (C5、C6、R16) によってカバーされます。

抵抗器Ｒ１４を介して増幅器の非反転入力１１に、電極ワイヤの送り速度を設定するための電圧が印加され、抵抗器Ｒ１２を介して電機子電流に比例する積分信号が印加される。

増幅器の反転入力１０には、分圧器Ｒ２、Ｒ７からモータの電機子電圧に比例する信号が供給される。

抵抗R15を介して同じ入力に接続します。Ｒ２０には、増幅器の出力５を設定するための安定化電圧が供給される。この電圧は、設定電圧のゼロ値でユニ接合トランジスタＶＴ２をオンにするための閾値に等しい電圧である。

抵抗R20は、モーターの最小電機子速度を設定します。

単接合トランジスタのパラメータの広がりを補償し、ドライブの出力特性の同一性を保証するために、VT2 トランジスタのベース 2 は分圧器 R24 を介してパラメトリックスタビライザ R9、VD25 に接続されます。

25 つのトランジスタ VT2 に基づいてドライブの各コピーの抵抗器 R2 のエンジンを動かすことにより、オシロスコープで測定したエミッタの電圧が 3,5 V になる電圧が設定されます。

電機子回路の電流フィードバック電圧は分圧器 R9 から除去されます。ダイオードリミッター VD1、VD2、R4 が分圧器に並列に接続され、最大フィードバック電圧を制限します。

抵抗器 R3 のエンジンは、電流保護をオンにするために必要なしきい値を設定します。

ダイオード VD3、VD4 は、トランジスタ VT1 のベース回路内の信号を制限し、このトランジスタの動作モードの温度補償のために機能します。

リレー K2 は、「セットアップ」モードの送り機構にあるトグルスイッチによってオンになり、電極ワイヤを溶接トーチチャネルに送り込みます。

リレー接点 K2 はドライブをオンにし、ダイナミックブレーキと溶接源をオフにします。

モータ軸の負荷が許容値を超えていない場合、電流遮断トランジスタVT1が閉じます。このトランジスタのコレクタおよび出力９ＤＤ４．２からの電圧は、Ｓ４を介して整合回路Ｄ３．１の入力に供給される。電機子電流が増加すると、抵抗器 R9 とそれに並列接続された抵抗器 R4.2 の両端の電圧が増加します。抵抗器Ｒ３のエンジンはトランジスタＶＴ１のベースに接続されており、電機子電流が１．５インチの値に達するとトランジスタＶＴ１が開くように設置される。

要素 D3.1 の回路の入力の 3.1 つの電圧がゼロに近づくため、増幅器 D11 の出力段が閉じ、入力 1DA2 の信号がキャンセルされ、VT1 の発生器がオフになります。サイリスタVS1がエンジンを制御するメインサイリスタをオフにし、モータ電機子回路に電流が流れない間、トランジスタVT3.1が閉じ、出力D1に「XNUMX」が表示され、エンジンがオンになり、ドライブがオンになります。再びオンになります。

これにより、電機子回路では許容値を超えない一定の平均電流値が維持される。

著者: V.E.Tushnov

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