Устройство дистанционного управления процессом сварки

(51)5 В 23 К 9/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРС СВИДЕТЕЛ ЬСТВ(56) Авторское свидетельствМ 1237343, кл, В 23 К 9/10,кии проектна"и Б. И. Серг о СССР1986,(54) УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ (57) 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 б и 9 с памятью, ключ 5, датчик 10 сигналов управления, датчики 4 и 7 начала и окончания сварки, источник 11 опорного напряжения. Стабилизирующии 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 б спамятью 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". Я 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.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к сварочномупроизводству, а именно к устройствам дистанционного управления процессом сварки, и может быть использовано во всехотраслях народного хозяйства, например,где используется ручная,аргонодуговаясварка.Известно устройство для регулирования сварочного тока, содержащее источниксварочного тока, блок коммутации, датчикзначения сварочного тока, задатчик сварочного тока, регулируемое пороговое устройство, транзистор, конденсатор, двапереключателя: зарядный и разрядный, резистор, источник напряжения, источникопорного напряжения, усилитель управляющего сигнала, импульсный стабилизатор.Недостатком известного устройства является то, что для управления процессасварки используется дополнительный кабель,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являетсяустройство для дистанционного регулирования сварочного тока, содержащее источник питания в (предлагаемом устройствеисточник сварочного тока), шунт, блок управления, состоящий из дифференцирующего блока, блока команд, блокаконтакторов переключателя и двух последовательно включенных реле времени (в предлагаемом устройстве датчик реле времени).Устройство управляет дистанционнопроцессом сварки, используя для подачиуправляющих сигналов сварочный кабель,однако имеет следующие недостатки: ненадежно в работе из-за того, что сигнал дляокончания сварки подается в виде импульсанапряжения, который имеет характеристики, близкие к естественным колебаниям,возникающим при проведении сварки,следствием чего являются ложные подачиприемы команд на заварку кратера; имеетна электроде напряжение источника сварочного тока, которое может быть замкнутона тело человека; неудобно в работе иэ-засамопроизвольного начала цикла сваркипосле снижения сварочного тока до токадежурной дуги,Целью изобретения является повышение надежности в работе путем подачи сигнала на заварку кратера в виде постоянногонапряжения, которое получается за счетувеличения длины сварочной дуги; повышение электробезопасности за счет отключения источника сварочного тока на период,когда сварка не производится; повышениеудобства в работе путем исключения возможности произвольного повторения циклапроцесса сварки,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 оставить 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 ина стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока ключ 9 с памятью замыкается, запоминает принятую команду и датчик 105 сигналов управления подает сигнал управления на ключ 5(чем его и размыкает), Включается стабилизирующий регулятор 2сварочного тока (при помощи сигнала управления с датчика 8 реле времени), кото 10 рый и выполняет цикл процесса сварки:обеспечивает вход в режим сварки, проведение сварки и заварку кратера, Для заварки кратера удлиняют сварочную дугу до 2-3см, в результате чего на ней увеличивается15 падение напряжения (горение дуги продолжает быть устойчивым иэ-за того, чтовеличина сварочного тока остается без изменений), которое после достижения заданной величины обеспечивает срабатывание20 датчика 7 окончания сварки и он выдаетлогическую "1", которая обнуляет памятьключа 6 с памятью, что и размыкает его.После этого датчик 8 реле времени прекращает подачу сигналов управления на ключ 925 с памятью, что не влияет на работу последнего, и стабилизирующий регулятор 2 сварочного тока начинает заварку кратера, а подостижении заданной величины сварочноготока выключает его, и сварочный ток прекра 30 щается. После отсоединения электрода отсвариваемого изделия обнуляется память ключа 9 с памятью, датчик 10 сигналов управления прекращает подачусигналов управления, устройство приходит35 в исходное состояние, и цикл сварки можноповторить,Устройство дистанционного управления процессом сварки может быть выполнено, например, как это показано.на фиг, 2.40 В основу устройства стабилизирующегорегулятора 4 сварочного тока положен узелкоммутации, 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 источника11 опорного напряжения. Задатчик 19 сварочного тока осуществляет управление уз 50 лом коммутации, причем он обеспечиваетстабилизацию значения сварочного тока засчет сигнала, поступающего с шунта 20, адля сравнения с ним, чтобы выработать сигналы управления тиристорами 13 и 14,55 поступает напряжение с генератора функционального напряжения, выполненного наэлементах 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 28 10 20 Падение напряжения на ге, В 15 17 22 32 70 70 70 70 140 Сва очный ток, А 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 ВЯ-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 вы 5 полнен на элементах 50-52, где элементы;49 - прерыватель, 50 - выпрямитель со стабилизатором. Резистор 52 предназначендля ограничения тока при замыкании электрода на свариваемое изделие,10 Получены следующие экспериментальные данные по измерению характеристиксварочной дуги (горение дуги устойчиво).Применение предлагаемого устройствапозволит исключить дополнительный ка 15 бель управления, не снижая при этом эксплуатационных характеристик.Формула изобретенияУстройство дистанционного управления процессом сварки, содержащее источ 20 ник сварочного типа, датчик реле времени исварочный кабель, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности и элеитробезопасности, оно дополнительно снабжено стабилизирующим регулятором25 сварочного тока, двумя клапанами с памятью, ключом, датчиком сигналов управления, датчиками окончания и начала сварки иисточником опорного напряжения, при этомвыход источника сварочного тока связан че 30 рез датчик реле времени с управляющимивходами ключей с памятью, через информационный вход второго ключа с памятью - спервым входом датчика сигналов управления и первым входом регулятора сварочного35 тока, сварочный кабель связан с выходамрегулятора сварочного тока, выходом источника опорного напряжения, вторым входомдатчика сигналов управления, входами датчика начала сварки, датчика окончания40 сварки и выходом ключа с памятью, выходдатчика начала сварки через ключ и выходдатчика окончания сварки связаны с входами первого ключа с памятью, выход датчикасигналов управления связан с управляю 45 щим входом ключа,10 1738528 Составитель В. НаумаТехред М.Моргентал орректор Л. Патай Гербе да Подписноета по изобретениям и открытиямЖ. Раушская наб., 4/5 КНТ ССС рина. 101 Производственно-издательский комби аказ 196 ВНИИ Тираж сударственного коми 113035. Москв