Устройство для программного управления сварочным станком

ггеггозмоцгго, так как имеется разбросгеометрических размеров как коллекторных пластин, так и изоляторов между ними. Применение датчика коллекторной пластины позволяет устранить5зависимость от указанных погрешностейВыполнение датчика коллекторной пластины с помощью лазерного излучателя,световода и фотоприемника позволяетрешать проблему сложности размещениякаких-либо элементов в зоне сваркивыводов обмотки якоря с коллектором.Луч лазера направляется на коллекторную пластину, а отраженный луч посветоводу вводится к Фотоприемнику,при этом как источник лазерного излучения,так и фотоприемник находятсявне зоны сборки,На фиг, 1 изображена функциональная 20схема устройства, на фиг. 2 - функциональная схема блока запуска, нафиг, 3 - функциональная схема задатчиков сварочного тока и мультиплексора напряжения. 25Устройство содержит блок 1 запуска, первый элемент ЗЛПРЕТ 2, элемент ИЛИ 3, задатчик 4 угла поворота,первый счетчик 5 импульсов, элементИ 6, первый элемент НЕ 7, таймер 8,второй элемент НЕ 9, тахогенератор:10, электродвигатель 11 вращения шпинделя, эадатчик 12 скорости, регулятор13 скорости, задатчик 14 количестваслоев сварки, второй счетчик 15 импульсов, одновибратор 16, компаратор17, триггер 18, привод 19 подачи электрода, задатчики 20 и 21 сварочноготока, мультиплексор 22 напряжения,второй элемент ЗАПРЕТ 23, источник4024 постоянного тока, устройство 25поджига дуги, датчик 26 сварочноготока, датчик 27 коллекторной пластины, содержащий источник 28 лазерногоизлучения и последовательно соединенные фотоприемник 29 и световод 30,ключ 31 напряжения и задатчик 32 тока дежурной дуги,Вал электродвигателя 11 вращениямеханически соединен с обрабатывае 50мым изделием и валом тахогенератора 10.Блок 1 запуска (фиг.2) содержиткнопку 33, элемент НЕ 34, кнопку 35,элементы И-НЕ 36 и 37, элемент И 38,триггер 39 и элемент И 40.Кроме того мультиплексор 22 напряжения содержит (фиг,4) ключи 41и 42 напряжения и дешифратор 43. Информационные входы ключей, являющиеся первыми входами мультиплексора, соединены с выходами соответствующих задатчиков 20 и 21 сварочного тока, управляющие вхолы ключей - с выходами дешифратора 43,входы которого являются управляющими входами мультиплексора.Устройство работает следующим образом,Начальная установка устройстваосуществляется импульсным сигналомкоторый возникает на втором выходе(линия связи Л, фиг.1 и 2) блока1 запуска в момент включения устройства. Этот импульс поступаетна входов сброса начальной установки первого 5 и второго 15 счетчиковимпульсов, переводя их в нулевоесостояние. Сигнал с нулевого выходавторого счетчика 15 импульсов устанавливает в исходное состояние привод 19 подачи электрода, триггер18 и блок 1 запуска (по входу В, навход С поступает сигнал с нулевоговыхода первого счетчика 5), блокирует работу элемента ЗЛПРЕТ 2 повторому входу, при этом с сигнального выхода устройства выдается сигнал"Исходное".Программа управления станкомзадается следующим образом: эадатчиком 12 скорости - величины минимальной и максимальной скоростейвращения шпинделя (якоря) при сварке; задатчиками 20, 21 сварочноготока - величины сварочного тока длякаждого слоя (кольцевого шва); задатчиком 32 тока дежурной дуги - величина тока дежурной дуги; задатчиком 4 угла поворота - количество сигналов от датчика 27 коллекторнойпластины, соответствующее одномУобороту шпинделя (якоря) при сваркефзадатчиком 14 - количество слоевсварки (кольцевых швов),В составе эадатчиков 4 и 14 используются программные переключате-ли со встроенными преобразователямидесятичного кода, в котором набирается информащгя, например в двоичнодесятичный. При нажатии кнопки 35производится пуск устройства, блокформирует на первом выходе (линия связи Д) сигнал, который поступает через элемент ИЛИ 3 на входзаписи первого счетчика 5 импульсов,обеспечивая запись кода, поступаю1661734 щего на его информационные входы отзадатчика 4 угла поворота, на входзаписи второго счетчика 15 импульсов, обеспечивая зались кода, поступающего на его информационные входыот задатчика 14 количества слоевсварки, на вход 1 установки в единичное состояние триггера 18,Последний посылает команду включения на третий вход регулятора 13скорости, в резупьтате чего начинаетвращаться электродвигатель 11 вращения шпинделя.Частота вращения электродвигателя 11 устанавливается с помощью задатчика 12, первым выходом подключенного к второму входу регулятора3 скорости, на первый вход которогопоступает сигнал обратной связи оттахогенератора 10, Когда частотавращения электродвигателя 11 станетравной заданной (сигналыот тахогенератора 10 и задатчика 12 станут равными), компаратор 17 подает разрешающий потенциал на источник 24 постоянного тока и через второй элементЗАПРЕТ 23 на устройство 25 поджигадуги. Устройство 25 пробивает и ионизирует промежуток между электродоми якорем, в результате чего начинает протекать ток сварки от источника24 постоянного тока через датчик 26сварочного тока. Когда величина токастанет равной уставке датчика 26,последний срабатывает, сигнал с егопервого выхода, поступая на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 23, отключает устройство 25 поджига дуги иподготавливает к работе элемент И 6,С этого момента, по мере вращенияшпинделя, единичные сигналы, посту-.пающие от датчика 27 коллекторной пластины, проходят на вход первого счетчика 5 импульсов.Модуляция тока сварки, которая предотвращает перемыкание соседних коллекторных пластин при приварке к нимвыводов обмотки якоря, осуществляетсяследующим образом.Луч источника 26 лазерного излучения направляется на коллектор якоря,к которому осуществляется приваривание выводов обмотки. Если под электродом в данный момент находится изолятор между коллекторными пластинами,отражения луча не происходит, фотоприемник 29 выдает нулевой сигнал, который блокирует мультиплексор 22 напря 6жения и закрывает второй элемент НЕ 9,Последний открывает ключ 31 напрякения, и от источника 24 постоянноготока протекает ток дежурной дуги, величина которого определяется задатчи.ком 32.Если под электродом находится коллекторная пластина, луч отражается,по световоду 30 поступает на вход фотоприемника 29, представляющего собой усилитель, работающий в режимеотсечки, входным элементом которого является, например, фотодиод. 5фотоприемник 29 формирует единичный сигнал, который открывает второй элемент НЕ 9 (ключ "1 закрывается) и мультиплексор 22 напряжения.От источника 24 постоянного тока 20 начинает протекать ток сварки, величина которого определяется однимиз задатчиков 20 и 21, выбранныммультиплексором 22, так как на егоуправляющие входы (линии связи М 25 ,И йиг.3) с инАормационныхвыходов второго счетчика 15 импульсов поступает код, соответствующийэтому задатчику.Одновременно сигнал от фотоприемника 29 поступает через элемент И 6на счетный вход первого счетчика 5импульсов, в котоом осуществляется отсчет числа импульсов от величины заданной уставки. После сварки одним кольцевым швом выводов обмотки якоря с коллектором на нулевом выходе первого счетчика 5 импульсов появляется единичный сигнал, который поступает на счетный 40 вход второго счетчика 15 импульсов, уменьшая его содержимое на единицу, и на вход одновибратора 16.Последний подает команду на управляющий вход привода 19 подачи элек трода, переводя его в положение,соответствующее сварке второго кольцевого шва, и на первый вход первого элемента ЗАПРЕТ 2. Если числово втором счетчике 15 не равно ну лю (заданное количество слоев сварки еще не произведено), на второминверсном входе элемента ЗАПРЕТ 2 нулевой потенциал, Поэтому импульсодновибратора 16 проходит через элементы ЗАПРЕТ 2, ИЛИ 3 на вход записипервого счетчика 5 импульсов, обеспечивая повторную запись кода, поступающую на его информационныевходы от задатчика 4. Число во вто30 ром гчстчнке 15 формирует код, которьгй с иформиоиых вьходов подается ня вторые входы мультиплексора 22 напряжения, выбиряя следующий задатчик (один из 20,21) сварочного тока.Ляльнейшяя работа устройства аналогична описаннойПосле сварки последнего кольцево 10го шва импульс с нулевого выходапервого счетчика 5 импульсов поступает на счетный вход второго счетчика 15 импульсов, устанавливая егов нулевое состояние. Сигнал с нуле 15вого выхода второго счетчика 15 устанавливает в исходное состояниетриггер 18, блокирует элемент ЗАПРЕТ2 (запрещает очередную запись уставки в первый счетчик 5), По сигналамс нулевых выходов счетчиков 5 и 15блок 1 запуска выводится в исходноесостояние,Если во время сварки выводов обмотки якоря с коллектором сварочный 25ток изменится, датчик 2 б переведет(по входу К) триггер 18 в исходноесостояние (вращение якоря и ток сварки прекратятся) .Если во время сварки выводовобмотки якоря с коллектором частотавращения якоря выйдет за пределы допустимого диапазона, определяемогоуровнями сигналов на выходах задатчика 12, поступающих на второй и третий входы компараторя 17, на первый35вход которого подается напряжение стахогенераторя 10, соответствующеетекущему значению скорости вращенияякоря, компяратор 17 снимает со своего выхода разрешающий потенциал,Ток сварки и вращение якоря прекратятся,Таймер 8 осуществляет задержку переднего Фронта импульса, поступающего на его вход, обеспечивая автоматическую выдачу с управляюещго выходаустройства сигнала Задержка цикла"в случае, если длительность сваркиодного кольцевого шва станет больше50установленной на таймере величинывременной задержки, На вход таймера8 через элемент НЕ 7 поступает сигнал с нулевого выхода первого счетчика 5 импульсов. Сигнал "Задержкацикла может быть использован как55справочный обслуживающим персоналомотдельно стоящего сварочного станкаили как блокировочный при работе сварочного станкя в составе рс ботизировянного технооггеского компчекса, Сигнал Задержка цикла снимается при начальной устяногке устройства.Описание функциональных схем отдельных блоков устройства,Блок 1 запуска (фиг,2) обеспечивает начальную установку и пуск устройства в работу,При включении устройства на входеэлемента НЕ 34 нулевой, а на выходе -единичный потенциал, который поступает на второй выход блока (линиясвязи А) и устанавливает в исходноесостояние узлы устройства, Единичныесигналы с нулевых выходов счетчиков5 и 15 (линии связи В и С) импульсовпоступают на вход элемента И 40 иустанавливают в исходное состояниетриггер 39, подготавливая элементИ 38 к прохождению импульсаПри нажатии кнопки 35 схема одиночного импульса, выполненная наэлементах И-НЕ 36 и 37, формируетсигнал, который через элемент И 38проходит на первьп выход блока (линия связи Д) и запускает устройствов работу. При нажатии кнопки 33 также обеспечивается начальная установка устройства.Мультиплексор напряжения (фиг.3)обеспечивает коммутацию аналоговыхсигналов с одного из нескольких входов на один выход. По значениямцифровых кодов на входах МВ дешифратор 43 открывает один из ключей 41 и 42 напряжения, и уровень напряжения от выбранного задатчика передается на выход Р.Технико-экономический эффект отприменения предлагаемого устройстваожидается зя счет повышения качества изготавливаемых якорей, сокращенияколичества брака, вызванного перемыканием пластин коллектора между собойпри приварке к ним выводов обмотки,формула изобретенияУстройство для программного управления сварочным станком, содержащее блок запуска, триггер, первый элемент ЗАПРЕТ, второй элемент ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ, эадятчик угла поворота, первый счетчик импульсов, элемент И, первый элемент НЕ, таймер, задатчнк количества слоев сварки, второйГ 1 Е Т 111)5 11 М 11 У (11 Г О В О) Ц) В)15) 15 Г)Р Ц)в ВО) ОпЧЦ "ЕКТ 1)О 1 ЛЭЛЛЛТ 1 Ц 1 ГИ ГВ 11 рочцого тока, мультиглексор напряжения источник пост)явного токл уст ройство поджигл дуги, датчик свлрочцО- го тока, элдлтчик скорости, тяхогенератор компярлтор регулятор скорости и электродвиглтель вращения шпинделя, сигнальный выход которого соединен с входом тлхогенерлтора, выход которого подключен к информационным входам компараторл и регулятора скорости, входы установки которых соедицены с первым выходом задатчика скорости, вторым выхо дом, соединенным с входом допуска компаратора, выход регулятора скорости подключен к входу электродвигателя вращения шпинделя, я вход разрешения - к выходу триггера, входом установки в 2 О единичное состояние, соединенным с первым выходом блока запуска, входом записи второго счетчика импульсов и вторым входом элемента ИЛИ, а входом установки в нулевое состояние - с ин версным входом второго элемента ЗАПРЕТ, с вторым входом элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов,и с 1управляющим выходом датчика сварочного тока, входом подключенного к источнику постоянного тока, а токовым выходом - к устройству поджига дуги, вход которого соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, прямым входом подключенным к выходу компаратора и входу разрешения источника постоянного тока, информационный вход которого подключенк выходу мультиплексора напряжения, перО вые и вторые входы которого соединены соответственно с выходами задатчиков сварочного тока и информационными выходами второго счетчика импульсов, информационные входы которого подключены к выходам злдлтчика количества слоев сварки, а нулевой выход второго счетчика импульГОВ 51 ВЛВ Е 5 Г 51 СигЦЛ 1 ЬЦЩ 1 ВЫХОВ Г)М УГТ -)1)11 ТВЛ 11 С)1,11 Цен Г ВХОДЛ 111 ЦЛЧ 11 ЛЬ ЦОЦ УСТЛЦОВгц ТРЦГГЕ)РЯ ПРВОДЯ ПО- цячц электро)л, с ицгерсцым Входом первого э)1 ементя ЗАПРЕТ и с первым входом сброса блока запуска, второй выход которого подключен к вхогглм начальной устлноцкц второго счетчика импульсов и первого счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с выходами злдлтчикд угла поворота, вход записи первого счетчика импульсов пог)ключен к выходу элемента ИЛИ, а нулевой выход первого счетчика импульсов - к второму входу сброса блока запуска, к входу первого элемента НЕ, выходом соединенного с таймером, выход которо- го является управляющим выходом устройства, к счетному Входу второгосчетчика импульсов и к входу одновибряторя, выход которого попключен к управляющему входу ггривода подачи электрода и к прямому входу первого элемента ЗАПРЕТ, выход которогО соединен с первым входом элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ) е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства путем повышения процента качественных изделий, в устройстко введены второй элемент НЕ, ключ напряжения, задлтчик тока дежурной дуги и датчик коллекторцой пластины, содержа,ий источник ллзерцого излучения и последовательно соединенные световол и фотоприемцик, выход которого подключен к первому входу элемента И, третьему Входу мультиплексора напряжения и входу второго элемента НЕ, выход которого соединен с управляющим входом ключа напряжения, информационный вход которого подключен к выходу злдлтчика тока дежурной дуги, а выход ключа напряжения соединен с информационным входом источника постоянного тока.едактор С.Патруше Техред А.Кравчук ректор Н.Ревска арст ете Производственноиздательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина,аказ 21НИИПИ Го Ти (ного комит 3035, Иоскв ж 478а по изЖ,Подписноеиям и открытиям при ГЕНТ СССРя наб., и, 4/5