Устройство для программного управления сварочным станком

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19 БРЕТЕНИЯ ОПИС Н АВтор У 29учно-исследователь нструкторский ин- электромашиностронк тый н ма бл томатив част- атизаобмоткиеской маИзобретени е и вычислит ности к устропроцессов якоря с колле Шины постояннЦель изобр у блок Т 2,1 зап элеме рота,И угласти примен На фиг. 1 нальная схем и 3 - блок-слееля, 13 задатчскоро а сло, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕЧЕЛЬСТВУ(57) Изобретениетике и вычислитерости к устройств1 цаи процессов свакоря с коллектормашины постоянногтения - расширение 8. 8)рудование.Каталог- седьмая.-Киев: Нас.18-19.аявка Великобри-.кл. С 05 Р 1/02, 197 ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УП 1 М СТАНКОМотносится к автомальной технике, в част ам для автоматизарки выводов обмотки ом электрической о тока. Цель изобрефункциональных во зе относится к ав елькой технике, йствам для автомсварки выводов ктором электрич ого тока.етения - расширение об" ения устройства.представлена функциоа устройства; на фиг. 2 хема алгоритма его рабо 1) С 05 В 19/08, С 05 Р 1/ можностей устройства. Для этого в устройство,содержащее блок запуска, триггер, первый элемент ЗАПРЕТ, источник постоянного тока, блок поджига дуги, датчик сварочного тока,задатчик скорости,тахогенератор,нуль-.орган, регулятор скорости и электродвигатель вращения шпинделя, дополнительно введены второй элемент ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ, задатчик угла поворота, первый и второй счетчики, элемент И, элемент НЕ, таймер, датчик угла поворота, задатчик количества слоев сварки, одновибратор, первый и второй задатчики тока и мультиплексор напряжения, Введение новых элементов позволяет аф расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения реализации в одном цикле работы станка програмим миогоспойвой сварки вмвоцов С , обмотки якоря с коллектором на различные радиусы сварки и оперативного из- Б менения этой программы. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. фиг. 4 - функциональнаяка запуска.ройство (Фиг.1) содержитска, второй элемент ЗАПРЕт ИЛИ 3, задатчик 4 углапервый счетчик 5, элемент т НЕ 7, таймер 8, датчик орота, тахогенератор 10,игатель 11 вращения шпиндик 12 скорости, регулятор ти, задатчик 14 количеств15839 ев сварки, второй счетчик 15, одно- вибратор 16, нуль-орган 17, триггер 1 8, привод 19 подачи электрода, пер" вый 20 и второй 21 задатчики сварочного тока, мультиплексор 22 напряжения, первый элемент ЗАПРЕТ 23, источник 24 постоянного тока, блок 25 поджига дуги и датчик 26 сварочного тока, а также первый 27 и второй 28 10 сигнальные выходы и токовый выход 29 устройства. Блок 1 запуска (фиг.4) содержит первый 30 и второй 31 элементы И-НЕ, первый, элемент И 32, триггер 33, второй элемент И 34, 15 кнопку 35 начальной установки, кнопку 36 пуска, элемент НЕ 37, первый 38, второй 39 и третий 40 резисторы и конденсатор 41.Устройство работает следующим об разом.Начальная установка устройства.осу. ществляется импульсным сигналом, который возникает на выходе блока 1 запуска в момент включения устройст ва. Этот импульс поступает на входы начальной установки первого 5 и вто" рого 15 счетчиков, переводя их в нулевое состояние, Сигнал с нулевого выхода второго счетчика 15 устанав ливает в исходное состояние привод 19 подачи электрода, триггер 18 и блок 1 запуска, блокирует работу элемента ЗАПРЕТ 2 по второму входу, при этом с выхода 27 устройства выдается сиг нал "Исходное",Программа управления станком задается следующим образом: задатчиком 12 - величины минимальной и максимальной скорости вращения шпин деля (якоря) при сварке; задатчиками 20 и 21 - величины сварочного то" ка для каждого слоя (кольцевогошва); задатчиком 4 - количество сигналов от датчика 9 угла поворо та, соответствующих одному обороту шпинделя (якоря) при сварке, задат" чиком 14 - количество слоев. сварки (кольцевых швов).50В составе задатчиков 4 и 14 используются программные переклячатели,с.встроенными преобразователями десятичного кода, в которых набирается информация, например в двоично-десятичный, При нажатии кнопки 36, пуска устройства блок 1 запуска формирует на выходе сигнал, который поступает через элемент ИЛИ 3 на управ 19 4ляющий вход первого счетчика 5, обеспечивая запись кода, поступающего на его информационные входы от задатчика 4 угла поворота, на управляющий вход второго счетчика 1 5, обеспечивая запись кода, поступающего на его информационные входы от задатчика 14 количества слоев сварки, на вход 1 установки в единичное состояние триггера 18.Триггер 18 устанавливается в единичное состояние по заднему фронту импульса с выхода блока 1 запуска, потенциал с выхода которого включает регулятор 13 скорости, в результате чего начинает вращаться электродвигатель 11 вращения шпинделя. Частота вращения электродвигателя устанавли" вается с помощью задатчика 12 скорости, первым выходом подключенного к второму, входу регулятора 13 скорости, на первый цход которого поступает сигнал обратной связи от тахогенератора 10. Система регулирования, включающая регулятор 13 скорости, электродвигатель 11 вращения шпинделя и тахогенератор 10, может быть выполнена так же, как, например, комплект" ный электропривод типа ЭПУ 1. Когда частота вращения электродвигателя 11 вращения шпинделя становится равной заданной (сигналы от тахогенератора 10 и задатчика 12 скорости станут равными), нуль-орган 17 подает разрешающий потенциал на источник 24 постоянного тока и через первый элемент ЗАПРЕТ 23 на блок 25 поджига дуги, Источник 24 постоянного тока и блок 25 поджига дуги могут быть выполнены так же, как, например, сварочный выпрямитель типа ВДУи устройство поджига дуги типа УПД. С помощью блока 25 поджига дуги пробивается и ионизируется воздушный промежуток между электродом (выход 29 устройства)и якорем, в результате чего начинает протекать ток сварки от источника 24 постоянного тока через датчик 26 сварочного тока. Величина тока сварки определяется одним из задатчиком 20 или 21, который выбирается мультиплексором 22, так как на его адресные входы с информационных выходов второго счетчика 15 поступает код, соответствующий этому задатчику. Когда ток сварки достигает заданной величины, датчик 26 сварочного тока срабатывает, сиг 5 15839нал с его первого выхода, поступаяна первый инверсный вход первогоэлемента ЗАПРЕТ 23, отключает блок25 подлщга дуги и подготавливает кработе элемент И 6. С этого момента5по мере вращения шпинделя сигналь 1от датчика 9 угла поворота поступаютна счетнья вход счетчика 5, в кото-,1 ром осуществляется отсчет числа импульсов от величины заданной уставки,После сварки одним кольцевым швомвыводов обмотки якоря с коллекторомна нулевом выходе первого счетчика 515появляется единичный сигнал, которыйпоступат на счетный вход втоРого счет"чика 15, уменьшая его содержимое наединицу, и вход одновибратора 16.Последний подает команду на управляющий вход привода 19 подачи электрода,переводя его в положение, соответствующее сварке второго кольцевого шва,и первый вход второго элементаЗАПРЕТ 2. Если число во втором счетчике 15 не равно нулю (заданное количество слоев сварки еще не произведено), на втором инверсном входеэлемента ЗАПРЕТ 2 - нулевой потенци"ал, Поэтому импульс одновибратора 16проходит через элементы ЗАПРЕТ 2 иИЛИ 3 на управляющий вход первогосчетчика 5, обеспечивая повторную запись кода, поступающего на его информационные входы от задатчика 4Число во втором счетчике 15 формируеткод, который с информационных выходов подается на адресные входы мультиплексора 22 напряжения, выбирая следующий задатчик сварочного тока.Дальнейшая работа устройства аналогич 40на указанной.После сварки последнего кольцевогошва импульс с нулевого выхода первогосчетчика 5 поступает на счетный вход 45второго счетчика 15, устанавливаяего в нулевое состояние, Сигнал с нулевого выхода второго счетчика 15устанавливает в исходное состояниетриггер 18, блокирует элемент ЗАПРЕТ 502 (запрещает очередную запись уставки в первый счетчик 5). По сигналам;с нулевых выходов счетчиков 5 и 15,блок запуска выводится в исходноесостояние. Если во время сварки выводов обмотки якоря с коллектором.сварочный ток уменьшается, датчик26 переводит (по входу К) триггер18 в исходное состояние по заднему 19 6фронту импульса (вращение якоря и ток сварки прекращаются). Если во время сварки выводов обмотки якоря с коллектором частота вращения якоря выходит за пределы допустимого диапазона, определяемого уровнями сигналов на выходах задатчика 12 скорости, поступающих на второй и третий входы нуль-органа 17, на первый вход которого подается напряжение с тахогенератора, соответствующее текущему значению скорости вращения якоря, нуль-орган 17 снимает со сво- . его выхода разрешающий потейциал. Ток сварки и вращения якоря прекращаются.Таймер 8 осуществляет задержку переднего фронта импульса, поступающего на его вход, обеспечивая автоматическую выдачу с четвертого выхода устройства сигнала "Запряжка цикла" в случае, если длительность сварки одного кольцевого шва станет больше установленной на таймере величины временной задержки. На вход таймера 8 через элемент НЕ 7 поступает сигнал с нулевого выхода первого счетчика 5. Сигнал "Задержка цикла" может быть использован как справочный обслуживающим персоналом отдельно стоящего сварочного станка или как блокировочный при работе сварочного станка в составе роботизированного технологического комплекса. Сигнал "Задержка цикла" снимается при начальной установке устройства.Блок 1 запуска (фнг.4) обеспечивает начальную установку и запускустройства. При включении устройствана входе элемента НЕ 37 - нулевой,а на выходе - единичный потенциал, который поступает на выход блоказапуска и устанавливает в исходноесостояние узлы устройства. Единичныесигналы с нулевых выходов счетчиков 5 и 15 поступают на входы элемента И 34 и устанавливают в исходное состояниетриггер 33, подготавливая элемент И 32 к прохождению импульса. При нажатии кнопки 36 пуска схема единичного импульса, выполненная на элементах И-НЕ 30 и 31, формирует сигнал, который через элемент И 32 проходит на выход блока 1 запускаи запускает устройство. При нажатии кнопки 35 начальной установки обеспечивается начальная установка устройства.Наиболее существенный эффект от внедрения предлагаемого устройства может быть получен при использовании его в сварочных станках, в которых необходимо обеспечить многослойную сварку выводов обмотки якоря с коллектором, при этом для каждого слоя требуется установка определенного тока сварки, а также при частых измене О ниях программы работы. формула и э о б р е т е н и я35Устройство для программногоуправления сварочным. станком, содержащее блок запуска, триггер, первыйэлемент ЗАПРЕТ, источник постоянноготока, блок. поджига дуги., датчик.сварочного тока, задатчик скорости, тахогенератор, нуль-орган, регулятор скорости и электродвигатель вращения шпинделя, первый выход которого соединен механически. со шпинделем, а 25 второй - с входом тахогенератора, выход которого соединен с первыми входами регулятора скорости и нуль-органа, выход которого соединен с первым входом разрешения источника по- ЗО стоянного тока и с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с входом блока поджига дуги, , выход которого соединен с первым выходом датчика сварочного тока и является токовым выходом устройства, выход источника постоянного тока со-. единен с входом датчика сварочного тока, второй выход которого соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 411 и с синхронным входом .сброса триггера, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости, выход которого соединен с управляющим входом запуска электродвигателя вращения 45 шпинделя, первый. выход задатчика скорости соединен с вторым входом нуль-органа и третьим входом регулятора скорости, а второй выход задатчика скорости соединен с третьим входом нуль-органа, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены второй элемент ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ, задатчик угла поворота первый и второй счетчики, элемент И, элемент НЕ, таймер, датчик угла поворота, эадатчик количества слоев сварки, одновибратор, первый и второй эадатчики тока и мультиплексорнапряжения, выход которого соединенс информационным входом источника постоянного тока, первый выход блоказапуска соединен с входами сброса первого и второго счетчиков, второй выход блока запуска соединен с первымвходом элемента ИЛИ, входом записиФвторого счетчика и входом сййхроннойустановки триггера, выход второгоэлемента ЗАПРЕТ соединен с вторымвходом элемента ИЛИ, выход которогосоединен с входом записи первого счетчика, выход нулевого разряда которого соединен с входом элемента НЕ,вторым входом блока запуска, входомобратного счета второго счетчика ивходом одновибратора, выход которогосоединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и первым входом приводаподачи электрода, выходы задатчикаугла поворота соединены с инФормационными входами первого счетчика, выход элемента И соединен с входом обратного счета первого счетчика, выход элемента НЕ соединен с входомтаймера, выход которого являетсяпервым сигнальным выходом устройства, второй выход электродвигателявращения шпинделя механически соединен с входом датчика угла поворота,выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которогосоединен с вторым выходом датчикасварочного тока, выходы задатчика количества слоев сварки соединены синформационными входами второго счетчика, информационные выходы которогосоединены с адресными входами мультиплексора напряжения, а выход нулевого разряда второго счетчика соединенс инверсным входом второго элементаЗАПРЕТ, с входом асинхронного сбросатриггера, вторым входом привода подачи электрода, с первым входом блока запуска и является первым сигнальным выходом устройства, выходы первого и второго задатчиков тока соединены с соответствующими информационными входами мультиплексора. 2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок запуска содержит первый и второй элементы И-НЕ, эпемент НЕ, первый и второй элементы И, триггер, кнопку пуска и кнопку начальной установки, накопи 1583919тельный конденсатор, первый, второйи третий токоэадающие резисторы,первые выводы которых соединены систочником питания блока, первые вы-.воды кнопок пуска и начальной установки соединены с общей шиной питания блока, выход первого элементаИ-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и первым входом первого элемента И-НЕ, выход первого элементаИ является вторым выходом блока исоединен с установочным входом триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, первый и второй входы второгоэлемента И являются соответственнопервым и вторым входами блока, а выходгО второго элемента И соединен с входомсброса триггера, второй разомкнутый"вывод кнопки начальной установки соединен с вторым выводом первого токозадающего резистора, первым выводомнакопительного конденсатора и входом элемента НЕ, выход которого является первым выходом блока, второй .вывод накопительного конденсаторасоединен с общей шиной питания блока,второй замкнутый вывод кнопки пускасоединен с вторым выводом третьеготокозадающего резистора и вторымвхрдом первого элемента И-НЕ, третийразомкнутый вывод кнопки "Пуск" соединен с вторым выводом второго токозадаюшего резистора и вторым входомвторого элемента И-НЕ.1583919 Составитель О. Фомичеведактор И. Шулла Техред Л.Олийнык Корректор И.Мус Заказ 22 раж Гагарина, 101 тельский комбинат "Патент", г. Ужгоро Прои твенно Государственног11303 митета по изоб сква, Ж, Ра Подписноеетениям и открьггням при ГКНТушская наб., д. 4/5