НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНЫМ ПОЛУАВТОМАТОМ БУСП-2
Блок управления сварочным полуавтоматом (в дальнейшем "блок"), предназначен для управления последовательностью включения исполнительных органов сварочного полуавтомата, обеспечивающих регулирование скорости подачи электродной проволоки и выбор рабочего цикла сварки в среде защитного газа.
Блок предназначен для работы в следующих условиях:
1) высота над уровнем моря но около 2000 м;
2) интервал: температур от минус 10 до плюс 40°С;
3) верхнее значение относительной влажности 98% при температуре плюс 25°С;
4) окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов к паров в концентрациях, снижающих параметры в недопустимых приделах.
Основные параметры блока приведены в таблице
|
Наименование параметра |
Норма |
1. |
Напряжение питании переменного тока, ни входе выпрямительного моста, В |
65 |
2. |
Частота питающей сети, Гц |
50±1; 60±1 |
3. |
Потребляемая мощность блока с двигателем, Вт не более |
630 |
4. |
Номинальный ток, А |
6.3 |
5. |
Кратность регулирования частоты вращения якоря двигателя, номинальная |
не менее 15 |
6. |
Кратность регулирования частоты вращения якоря двигателя серии КПА, КПК |
не менее 10 |
7. |
Время задержки отключения газового клапана после отключения сварочного источника, в крайних положениях потенциометра, с |
не более 0,5
не
менее 5 |
8. |
Время задержки отключения сварочного источника после отключения привода подачи проволоки, в крайних положениях потенциометра, с |
не более 0,5
не
менее 5 |
9. |
Длительность включенного состояния двигателя подающего механизма при сварке "точками" в крайних положениях потенциометра, с |
не более 0,5
не
менее 5 |
10. |
Длительность задержки включения двигателя и сварочного источника после подачи команды "ПУСК" в крайних положениях потенциометра, с |
не более 0,5
не
менее 5 |
11. |
Жесткость механических характеристик при кратности регулирования частоты вращения «якоря двигателя, равной 15% |
±8 |
Блок
обеспечивает:
1) динамическое торможение якоря двигателя при команде "стоп";
2) электронную защиту якоря двигателя от перегрузок;
3) электронную» блокировку схемы при аварийном режиме (отсутствие воды, газа);
4) возможность работы о ЭВМ;
5) произвольную остановку сварки "точки";
6) включение продувки газа при наладке;
7) наличие стартовой регулируемой скорости подачи электродной проволоки, используя при этом как контактный, так и бесконтактный датчики тока;
8) выполнение режимов наладки-сварки;
9) возможность подключения ПДУ;
10) возможность подключения программирующего устройства.
Блок сохраняет работоспособность при изменениях напряжения питания в пределах 0,9...1,05 от номинального.
В режиме наладки блок обеспечивает выполнение следующих операций:
1) установку необходимой скорости подачи электродной проволоки;
2) выбор рабочего цикла;
3) выбор способа сварки: длинными, короткими швами или сварки "точками".
В режиме сварки блок обеспечивает выполнение команд начала сварки и ее прекращения.
При подаче
команды о начало сварки блок:
1) включает подачу защитного газа;
2) с регулируемой выдержкой, включает подачу электродной проволоки и источник сварочного тока;
3) обеспечивает стабильность скорости подачи электродной проволоки с точностью ±8% от установленного значения.
При подаче
команды и прекращении сварки блок:
1) отключает привод, включает динамическое торможение и затормаживает якорь двигателя;
2) через определенный (регулируемый) интервал времени Tu. Отключает источник сварочного тока;
3) по истечении времени через регулируемый интервал времени Tr отключает подачу защитного газа.
После окончания сварки блок должен быть в исходном состоянии.
Изменение вылета электродной проволоки после окончания сварки не должно превышать ±10 мм.
Блок обеспечивает возможность выполнения сварки с короткими перерывами (0.5-20с) между периодами горения дуги. С этой целью он допускает повторное включении сварки (двигателя подачи) до истечения интервалов времени Tu и Tr .
УСТРОЙСТВО И РАБОТА БЛОКА
Блок встраивается нишу корпуса сварочного полуавтомата, перемещается в ней по направляющим.
Схемно и конструктивно блок разделен на 2 модуля, которые соединяются между собой и с внесшей электрической схемой при помощи объединяющей платы.
Модуль схемы управления включает в себя элементы управления газовым клапаном, сварочным источником, приводом подачи сварочной проволоки и задатчиков времени. На переднюю панель блока выведены кнопки управления переключателей, продувки газа, выбора вида сварки, настройки - работы, включение пульта дистанционного управления, регулятор скорости подачи проволоки; выведена регулировка стартовой скорости подачи проволоки и регулировки временных задатчиков.
При необходимости взамен указанного модуля может применяться другой модуль с программирующим устройством.
В модуле привода элементы схемы расположены на двух платах: на одной - элементы слаботочных цепей, на другой - силовые элементы и источник ±15B. Платы электрически связаны между собой через объединяющую плату. На переднюю панель выведен переключатель "местн." - "дист." (М-Д). Схема электрическая принципиальная приведена на рисунке.
Привод подачи электродной проволоки состоит из четырех функциональных частей:
- схемы управления, обеспечивающей включение привода и динамическое торможение двигателя,
- схемы имлульсно-фазового управления, осуществляющей управление силовым тиристором, включенным а цепь якоря двигателя,
- силовой части, включающей в себя все элементы силовой цепи,
- двухполярного источника питания ±I5B. Привод работает следующим образом. При подаче логической "1" по входам 23Х4 и 27Х4, либо логического "0" по входу 22Х4 отключается реле K1, а с выхода 6 - D1-1 в блок логики поступает "1" и питание выходного ключа VT3.
Контакт К1 размыкается и по цепям 26Х4 или 31Х4 на вход 1 операционного усилителя (ОУ) D5-1 поступает напряжение задания. На этом же входе суммируется, напряжение, пропорциональное току якоря двигателя, снимаемое с делителя R6, R8 и осуществляющее положительную обратную связь. Результирующее напряжение с выхода 12 D5-1 поступает на вход 7 интегратора D5-2, на этом же входе суммируется с напряженном обратной связи, пропорциональным напряжению на якоре двигателя (делитель R32, R33).
Проинтегрированное напряжение рассогласования с выхода 10 D5-2 подастся на вход 6 компаратора D6-2. На вход 7 компаратора поступает пилообразное напряжение, синхронное с напряжением питающей сети. Пилообразное напряжение формируется при разряде конденсатора С11 через резистор R26. Заряд конденсатора С11 производится стабильным импульсом в момент перехода напряжения питания через ноль. Этот импульс формируется на ОУ D6-1, на вход 1 которого подается стабильнее напряжение трапециидальной формы, и вход 2 – сглаженное нестабильное напряжение. Таким образом осуществляется дополнительная стабилизация зарядного импульса, в зависимости от величины напряжения рассогласовании на входе 10 компаратора D6-2 формируется импульс управления, занимающий определенное значение по фазе питающего напряжения. Этот импульс, усиленный транзистором VT3 включает с помощью трансформатора тиристор VS22, установленный в цепи якоря двигателя.
Таким образом, чей больше напряжение рассогласования, что происходит при увеличении напряжения задания, либо нагрузки в цепи якоря, тем раньше по фазе откроется тиристор VS22, тем больше напряжение будет приложено к якорю двигателя.
Элементы VD19, VD21, C15 обеспечивают устойчивую работу тиристора VS22.
Для остановки привода подается "0" на входы 23Х4 и 27Х4 или на вход 22Х4.
При этом:
Включается реле К1 и своим контактом замыкает на общий провод вход 1 ОУ D5-1. С задержкой равной нескольким миллисекундам появляется отрицательный импульс на входе 9 одновибратора D2-3, D2-4.
Отрицательный импульс с выхода 11 одновибратора, усиленный
транзистором VТ4 подастся на управляющий электрод тиристора VS23, который, включаясь осуществляет динамическое торможение якоря двигателя.
Источник питания +15В - это параметрический стабилизатор R13-R16, VD6, C3. Для получения напряжения -15В дифференцированное напряжение питания через схему удвоения VD6, VD10, С7 подается на параметрический стабилизатор R28, R29, VD18, C8.
При нагрузке на валу двигателя, не превышающей допустимую, транзистор токовой отсечки VТ1 закрыт. Напряжение с коллектора этого транзистора поступает на входы 12, 13 элемента D1-2.
При увеличении тока якоря растет напряжение на резисторе R46 и на параллельно подключенном к нему резисторе R5. Движок резистора R5 подключен к базе транзистора VT1 и установлен таким образом, что при достижении тока якоря примерно полуторакратного значения номинального (Iя = 1.57 Iном), транзистор VT1 открывается. Напряжение по входам 12, 13 D1-2 становится близким к нулю, следовательно, включается реле К1и своим контактом закорачивает напряжение задания по входу 1 - D5-1.
Тиристор VS22 закрывается, а т.к. в этом случае ток в цепи якоря двигателя отсутствует, то транзистор VT1 закрывается.
Привод снова включается. Если перегрузка сохранилась, описанный цикл повторяется.
Таким образом, в цепи якоря поддерживается некоторое среднее значение тока, не превышающее допустимое.
Работа
блока логики.
блок логики состоит из:
- четырех однотипных задатчиков времени, осуществляющих регулируемую длительность сварки "точками", задержку на включение привода подачи проволоки после включения газового клапана, задержку на отключение источника сварочного тока после отключения привода, задержку на отключение газового клапана после отключения сварочного источника;
- узла включения напряжения задания для привода подачи проволок;
- узла включения сварочного источника;
- узла включения газового клапана,
- генератора импульсов,
- источника питания +15B.
При нажатии кнопки "ПУСК" расположенной на держателе горелки по цепи 30Х2 появляется логическая "1". При положении переключателя S3 (длинный шов) она сохраняется при отпускании кнопки "ПУСК", т.к. триггер D7 запомнил это состояние. Если переключатель S3 находится в положении коротких швов , то указное состояние будет только при нажатой кнопке "ПУСК", т.е. пока включено реле К2.
Одновременно с командой "ПУСК" по цепи 3 - D2-1 (привод), 13 - D4-4, VD10, VS40, R57, R58, +59В включается газовый клапан. Импульсы, выработанные генератором VТ7, VT11, VT12 диод VД25 и времязадающие резисторы R51, R52 накапливают энергию в конденсаторе C18, т.к. диод VD26 заперт положительным напряжением, приложенным к его катоду.
При достижении на истоке транзистора VT5 напряжения, равного 6В на выходе 6 усилителя D1-1 появится логическая "1'', включающая привод и по цепи 24Х2 источник сварочного напряжения и узел задания длительности сварочной "точки". При этом: т.к. на выходе 6 инвертора D4-2 логический "0", напряжение на затворе транзистора VT6, и на его истоке равно кулю. Усилитель D3-2 включает роле К4, которое своими контактами включает сварочный источник.
Одновременно, т.к. диод VD41 закрыт, через времязадающие резисторы R76, R77 начинает заряжаться конденсатор C28.
При достижении на истоке транзистора VT9 напряжении, равного 6В на выходе 3 инвертора D4-1 появляется логический "0".
Если кнопка S4 (сварка точками) не нажата, состояние схемы на изменится. Привод подачи проволоки работает с начальной скоростью, определенной делителем R61, R62.
При появлении сварочного тока на вход усилителя D3-1 подается от бесконтактного датчика через 2Х2 логическая "1" либо закорачиванием через контакт датчика цепи 26Х2 и 2Х2. При этом отключается реле К3 и его контакт переключает напряжение задания на рабочую скорость подачи проволоки (резистор R5З). При этом переключатель S2 должен находиться в положении "М", a задающий резистор подключается к выводам 2, 3, 4Х3.
Команда "СТСП" осуществляется:
- в режиме длинных швов повторным нажатием кнопки "ПУСК";
- в режиме коротких швов отпусканием кнопки "ПУСК";
- в режиме сварка точками триггер - D7 переключится при появлении "0" на входе 3 - D4-1, при этом переключатель S3 должен находиться в положении длинных швов.
Характерным
для схемы является:
1. Начало отсчета "точки" совпадает с включением двигателя подачи проволоки.
2. Работу в режиме "точки" можно прекратить в любое время, до окончания установленного, повторным нажатием кнопки "ПУСК".
При команде "CTОП" в цепи 30Х2 и 23Х2 появится логический "0". Отключается привод подачи проволоки. Газовый клапан остается включенным т.к. заблокирован по входу 13 - D4-4.
На входе 6 - D4-2 появится "1", конденсатор С22 начинает заряжаться через времязадающие резисторы R65, R66, диод VD31. При достижении на истоке транзистора VТ6, а равно на выходе усилителя D3-2 напряжения, равного 6В, на выходе усилителя появится "1" которая отключит реле К4 и закроет диод VD38.
Аналогично описанному выше через заданное время на выходе 11 - D4-4 появится логический "0", который отключит газовый клапан. Для опробования роботы клапана служит переключатель S5.
При нажатых кнопках S3 и S4 Блок отрабатывает режим коротких швов. Поэтому после установки нужного режима следует проворить правильность состояния остальных кнопок.
Для питания блока логики применен автономный источник +15 В (параметрический стабилизатор R90, R67-R71, VD34, C23).
Заказать полное описание, со спецификацией элементов (стоимость 5$) можно по адресу:
На главную страницу