[实用新型]钢桶缝焊机焊接电流数控装置

说明书

本实用新型涉及焊接技术，特别涉及钢桶缝焊机焊接电流控制装置。

目前国内外的钢桶缝焊机，由两个晶闸管控制的交流电压调节器调整输入的二相工频电流后施加到焊接变压器的初级上，经其降压后由上、下焊臂——二根很粗的导电排输送到一对不断旋转的焊轮上，将一只已卷成圆筒体且对边重迭在一起的薄钢板缝焊成桶坯。由于铁磁介质的筒体被焊接变压器的次级绕组、上下焊臂、一对焊轮所构成的焊接回路所匝联，回路中的阻抗随着焊接过程相应变化，为校正阻抗，达到稳定焊接电流的有效值，就须自动地修正晶闸管的导通角α，以期获得稳定的焊接热量。英国BRITISH  FEDRAL  WELDER  ＆  MACHINE  CO.  LTD采用分列元件及模拟积分器组成UZDVR／1焊接热量控制器来达到这一目的，该控制器本身元件较多，线路复杂，维护困难，且有一定的积分漂移。

本实用新型目的在于采用一种CMOS集成块数字化电路代替原分立元件及模拟积分器，以形成新的控制焊接电流数控装置。利用数字信号便于锁存的特点使焊接电流的控制精度，重复精度提高，达到调整方便，且无漂移。

本实用新型的基本原理还是以原主电路即整流电路，晶闸管触发电路，位置检测电路为基础，关键在于晶闸管触发电路完全采用数字化电路。根据焊接过程电压图所示（见附图1）：横轴上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为（钢筒体）进入，中程，终止时三个阶段，纵轴上V_O为电压初始值，Ve为电压额定值。为处于“进入”阶段Ⅰ时，由位置检测电路传递信号，通过以与非门为主的逻辑电路与模拟开关组成的电路选取后，选通某一给定的初始值电平，然后把这一电平转换成某一频率脉冲，由可逆计数器，数模转换器组成函数发生器对其处理后去控制晶闸管，产生一个自额定值电压Ve的40％逐步上升的过程电压。由可逆计数器控制这一阶段的开始和结束。当进入中程阶段Ⅱ，即阻抗校正阶段时，数控装置适当地减少导通角，以补偿焊接回路的阻抗，而达到稳定焊接电流的目的。当结束焊接时，数控装置迅速转换到终止值电平信号，产生相应的逐步下降的终止值电压。这样成形的钢桶坯两端沿口不致为过大的电流“烧毛”，而使后道工序封口发生困难，而数字信号便于锁存把正负二个晶闸管的触发控制电压锁定在同一值上，做到二个晶闸管的导通面积相同，使焊接变压器中的直流分量做到最小，提高变压器的效率。

附图1：焊接过程电压图

附图2：数控装置图

本实用新型实施方案由附图2知：由精密电源21提供10V左右的稳定电压，施加到4个多卷线绕的电位器上，它们分别为上升电位器1（4.7KΩ）、校正电位器2（1KΩ）、下降电位器3（4.7KΩ）、初始电位器4（4.7KΩ）。经它们调整后将分别获得“上升”、“阻抗校正”、“下降”和“初始热量”四个控制信号电平，前三个值将按选择分别送到模拟开关5（4051）的输入端，而“初始热量”电平送到加法器14的输入端。在焊接过程中，当钢筒体刚接触焊轮时，光电开关17、18闭合，位置检测信号导致以与非门为主的逻辑线路10把模拟开关5中的A端和D端接通，这时上升电位器1的电平被送到电压频率发生器6的输入端，一个频率与其输入电压线性相关的脉冲信号将由电压频率发生器6送到可逆计数器7作加法运算，并由数模转换器8输出一个线性上升的电压，该电压由运放器9作隔离放大后，与采样保持器19（LM382）送来的电源峰值采样电压及初始电位器4送到的“初始热量”电平三者一起被运放器14处理后，控制触发器13（KJ009）并去触发晶闸管15、16，使它们输出一个上升的过渡焊接电压。

一旦可逆计数器7发出溢出信号，逻辑线路10就断开模拟开关5中的A、D两端，而将B、D两端联接，并将可逆计数器7置于“减法”计数，此刻，校正电位器2上的“阻抗校正”电平被送到电压频率发生器6的输入端，使其发出另一种远远低于上升阶段频率的脉冲信号，将使可逆计数器7作“减法”计数，由数模转换器8输出一个线性下降的电压，相应引起晶闸管17、18的导通角逐渐减少，补偿钢筒体纵向进入焊接回路引起的阻抗变化，达到稳流。当钢筒体即将结束焊接时，光电开关之一18打开，而另一开关17依然闭合，下降电位器3的“下降”电平被送到电压频率发生器6，使其又发出一个频率较高的脉冲信号，使数模转换器8输出斜率为负的线性下降电压，相应使晶闸管的导通角迅速减小，以形成了结束焊接的下降过渡电压。当钢桶坯离开焊轮时，光电开关17、18皆打开，相应地逻辑线路10将可逆计数器7置“零”，最终导致晶闸管15、16关闭，一个焊接过程结束。