Unité de contrôle de soudage semi-automatique. Schéma, description

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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
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Unité de contrôle de soudage semi-automatique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / poste à souder

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L'unité de commande (ci-après dénommée « bloc ») est la partie principale de la machine à souder semi-automatique de type PDG-312-1 (PDI-304) et est conçue pour organiser le cycle de soudage de la machine semi-automatique en fournissant des signaux de commande à les organes exécutifs de ces derniers.

(cliquez pour agrandir)

Les principaux paramètres du bloc:

Tension d'alimentation, V.......65
Fréquence secteur, Hz.......50
Puissance commutée, W, pas plus de ....... 630
Multiplicité du contrôle de la vitesse de l'induit du moteur, pas moins ....... 10
Durée du délai d'allumage de la source de soudage après l'ouverture de la vanne de gaz (non régulée), s......0,5±0,1
Durée du délai de mise en marche de l'entraînement après la mise en marche de la source de soudage (non régulée), s, pas plus.......0,5
Durée de temporisation pour l'arrêt de la source de soudage après l'arrêt de l'entraînement, s : pas plus de.......0,5
pas moins de ....... 2,5
Durée du délai de fermeture du robinet de gaz après la coupure de la source de soudage, s : pas plus de.......0,5
pas moins de ....... 4,5
Durée d'allumage du moteur lors du soudage de "points", s: pas plus ....... 1,0
pas moins de ....... 5,0
Rigidité des caractéristiques mécaniques dans la plage de 500 à 600 dans des conditions climatiques normales selon GOST 15150-69 lorsque la charge passe de 0,3In à In, pas plus de......+10%

Le bloc assure : un freinage dynamique ; protection électronique de l'induit du moteur contre les surcharges ; allumer la purge de gaz pendant la mise en service ; exécution des modes « soudage » et « réglage ».

L'unité reste opérationnelle lorsque la tension d'alimentation change dans la plage de 0,90 à 1,05 Un.

En mode configuration, le bloc fournit :

ouvrir l'alimentation en gaz de protection pour ajuster son débit ; régler la vitesse d'alimentation du fil d'électrode requise ;
choix du cycle de travail; soudure avec de longues coutures; soudure avec des coutures courtes;
soudage par points.

En mode soudage, l'unité permet d'exécuter des commandes pour démarrer et arrêter le soudage. Au moment de donner l'ordre de démarrage du soudage, l'unité doit : ouvrir l'alimentation en gaz de protection, la source de courant de soudage ; avec une vitesse d'obturation non régulée (0,5 s), allumer l'alimentation en fil électrode ; assurer la stabilité de la vitesse d'alimentation du fil électrode avec une précision de ± 10 % de la valeur réglée à une valeur simultanée de la tension d'alimentation de plus 5 % à moins 10 % de la tension nominale et du courant d'induit du moteur de 0,3 In à In.

En donnant l'ordre d'arrêter le soudage, l'unité doit : éteindre et freiner l'induit du moteur d'alimentation du fil électrode ; éteindre la source de courant de soudage après un certain intervalle de temps (réglable par le régleur) ; couper l'alimentation en gaz de protection après un certain intervalle de temps (réglable par le régleur).

Le bloc offre la possibilité de réguler la vitesse de rotation de l'entraînement, d'alimenter le fil de soudage à partir du mécanisme d'alimentation du dispositif semi-automatique, ainsi que d'effectuer les travaux nécessaires en mode « réglage ».

Le dispositif et le principe de fonctionnement du bloc

Le bloc d'éléments contrôle les éléments de soudage semi-automatiques (moteur électrique, électrovanne, source de soudage) pour assurer un soudage semi-automatique. Le bloc d'éléments (ci-après A3) est constitué d'un groupe d'éléments qui forment la tension d'alimentation ; circuits de commande de cycles de soudage; circuits de commande pour le fonctionnement des moteurs électriques.

Le groupe d'éléments qui génère la tension d'alimentation se compose de : des diodes VD26 - VD29, fournissant une alimentation de 62 V au circuit d'induit du moteur d'alimentation ; éléments R27 ; VD7 ; C7 ; R55 ; C17, fournissant une alimentation 15-18 V au MS et aux éléments du circuit ; Éléments VD10 ; VD13 ; C20, compensant l'influence de la FEM de l'auto-induction du moteur sur la commutation VS1 ; la diode VD8, qui assure le câblage électrique entre une source de tension stabilisée de 15 V et une source de tension pulsée d'une fréquence de 100 Hz ; les éléments C8 ; C16 ; C21 du filtre contre les bruits impulsifs de la source de soudage lors du fonctionnement en mode « soudage » ; résistance d'extinction R26 du bobinage d'alimentation 48 V du moteur électrique d'alimentation ; résistance d'extinction R30 pour l'alimentation 48 V du bobinage de l'électrovanne.

Le circuit de contrôle du cycle de soudage est réalisé sur les microcircuits D2 - D4, les transistors VTZ - VT6, le thyristor VS4, le relais K1 et les éléments qui assurent leurs modes. L'onduleur D2.4 est une cascade tampon qui contrôle l'état du déclencheur D4.2, à son tour, le déclencheur détermine la durée de fonctionnement des modes de soudage par points et de soudage à joints longs (en mode de soudage à joints courts, le déclencheur D4.2 est pas impliqué). De la sortie 11 de l'inverseur D2.4, le signal va : à l'inverseur D2, qui donne l'ordre d'allumer le circuit qui contrôle le mode de fonctionnement de l'électrovanne : D2.З ; VT5 ; D2.3 ; VT4 ; S4 ; au circuit de coïncidence D3.1, qui autorise le fonctionnement du circuit de commande du moteur d'alimentation en fil électrode DA1 ; VT2 ; VS1 ; VT1 ; VS3. De la sortie D3.1, le signal va au circuit qui contrôle le mode de commutation de la source de soudage (VT6 ; D2.1 ; VT3 ; K1). Simultanément, depuis la sortie 8 du déclencheur D4.2, le signal est envoyé au circuit de coïncidence D3.2, qui contrôle le freinage dynamique du moteur électrique et l'alimentation en fil électrode (VD22 ; R39 ; C19 ; R28 ; VS2). Le mode freinage dynamique est activé après la commande « Fin du soudage ».

Considérons le schéma de contrôle du cycle de soudage en mode "soudage par points".

Dans ce cas, S4 est en position haute selon le schéma, S2 est dans un état ouvert - le mode « travail ». Lorsque vous appuyez sur le bouton du brûleur (la durée d'appui sur le bouton n'affecte pas le fonctionnement), un potentiel positif correspondant à la bûche. "1" (ci-après "1") est fourni à l'entrée 12 D2.4. Dans ce cas, en 13 D2.4, il y a un « 1 » logique depuis la broche 8 de D4.2 (état initial du déclencheur D4.2) via les contacts connectés du commutateur S4.

Un journal apparaît à l'entrée de l'onduleur D2.4. zéro (« 0 »), qui modifie l'état du déclencheur D4.2 avec un retard dont la durée est déterminée par le temps de décharge du condensateur C12 à travers les résistances R36 ; R35 à une tension inférieure à 7V.

Pendant que le « point » est en cours d'élaboration, toute manipulation avec le bouton du brûleur ne change pas l'état du circuit, car À la broche 13 de D2.4, il n'y a aucun signal d'interdiction (zéro) provenant de la sortie directe 8 du déclencheur D4.2.

En même temps, depuis la sortie 11 de l'inverseur D2.4, le signal est fourni à l'inverseur D2.2, qui donne une commande aux éléments D2.3 ; VT4 ; VS4 pour activer le transistor VT4. Ce signal va également au circuit de coïncidence D3.1, à partir de la sortie duquel un "1.4" est envoyé à travers D1, ouvrant le transistor VT6 et formant un "2.1" à la sortie de D0, ce qui ouvre le " interrupteur » VT3. Le courant circulera dans l'enroulement du relais K1, le relais est activé et allume la source de soudage avec ses contacts.

Un « 25 » est envoyé via VD1, permettant le fonctionnement du circuit qui contrôle le moteur d’alimentation du fil électrode.

Selon le cyclogramme, lorsque vous appuyez sur le bouton « START » de la torche, l'électrovanne s'allume, puis la source de soudage et le moteur d'alimentation en fil électrode s'allument.

La durée du soudage par points est fixée par la résistance R35. A la fin du soudage, le moteur est arrêté, le freinage dynamique est activé, puis la source de soudage est éteinte avec un délai fixé par la résistance R31, et en fin de cycle, avec un délai qui est réglée par la résistance RXNUMX, l'électrovanne est désactivée.

Regardons de plus près la fin du cycle de soudage par points. En fin de soudage, l'ordre "STOP" est reçu à l'entrée 10 du trigger D4.2 (en raison de la décharge du condensateur C12 à une tension de 7V -''0"), le trigger repasse à son état d'origine, c'est-à-dire sur la broche 8 de D4.2 - "1", sur la broche 9 de D4.2 - "0".

À partir de la sortie 9 du déclencheur D4.2, via les contacts commutés, SA "0" est fourni au circuit de coïncidence D3.1, qui interdit le circuit de commande du moteur, le circuit de puissance de l'enroulement d'induit est mis hors tension, mais le moteur tourne par inertie.

Presque simultanément, le circuit de freinage dynamique est activé. Durée du retard 40 ms t= 0,5 (R53,C15). Enregistrer. "1" de 9 de la sortie D4.2 via les contacts S4 va à l'entrée du circuit de coïncidence D3.2, qui active le thyristor de freinage dynamique VS2, l'enroulement d'induit est fermé et le moteur s'arrête brusquement.

À partir de la sortie D3.1, « 14 » est envoyé via VB0, qui donne l'ordre d'éteindre la source de soudage. La mise hors tension se produit avec un retard dont la durée est déterminée par la valeur de R31, "0" ferme le transistor VT6, qui forme un "2.1" à la sortie D1, qui ferme le "commutateur" VT3 et désexcite le relais K1. La source de soudage s'éteindra.

Le journal "1" à la sortie D2.1 donne également l'ordre d'éteindre l'électrovanne. Pendant la charge, la tension C13 passant par RЗЗ, R34 (t=0,5 (R33-R34) C13) ouvrira le transistor VT5. Un "2.3" apparaîtra à "l'entrée D1", un "0" généré à la sortie de l'inverseur D2.3 bloquera le transistor VT4 et le thyristor VS4. Le bobinage de l'électrovanne sera dé- La durée de fermeture du robinet d'arrêt de gaz est déterminée par la valeur de RЗЗ.

Lorsque vous travaillez avec des « COUTURES COURTES », le potentiel positif via le bouton « START » situé sur le porte-torche est fourni à l'entrée de l'inverseur D2.4, la sortie est formée « 1 », qui, à travers les contacts connectés de l'interrupteur S4 , est fourni au circuit de contrôle du cycle en mode « SPOT WELDING » ». La durée du soudage est déterminée par la durée de l'état ON du bouton "START". Lorsqu'il est relâché, le circuit revient à son état d'origine, tandis que le déclencheur D4 ne participe pas à l'opération.

Lors du soudage avec « COUTURES LONGUES », la durée du soudage est déterminée par l'intervalle de temps entre la première pression et les pressions suivantes sur le bouton « START » du porte-torche.

Lorsqu'un potentiel positif est appliqué via le bouton "START", l'étage tampon D2.4 commutera le déclencheur D4, et le déclencheur se souvient de cet état en s'autobloquant à l'entrée 13 de D4.2 via l'inverseur D2.4.

Les signaux provenant du déclencheur D4 et de l'inverseur D2.4 via les contacts connectés de l'interrupteur S4 sont fournis au circuit de commande du cycle de soudage et au circuit de commande de l'entraînement électrique, de la même manière en mode "SOUDAGE PAR POINTS".

Le circuit de commande de l'entraînement électrique pour l'alimentation du fil électrode se compose des unités fonctionnelles suivantes : amplificateur sommateur DA1, générateur d'impulsions de commande VT2 ; R17 ; R18 ; C4 ; un amplificateur de puissance monté sur un thyristor VS3, un circuit de protection de courant (R3 ; R5 ; VT1, VD4), un thyristor de freinage dynamique VS2, un optothyristor VS1 qui alimente le bobinage d'induit du moteur électrique.

La résistance qui régule la vitesse d'alimentation du fil électrode, située sur le chargeur, est alimentée par une tension stabilisée de VD8, et la tension de référence U1 est retirée du curseur de cette résistance et fournie à l'entrée de l'amplificateur sommateur. DA3.

Le diviseur sur les résistances R2, R7 est connecté en parallèle à l'induit du moteur, et la tension de rétroaction Uoc est retirée de la sortie de la résistance R2 et fournie à l'entrée inverseuse de l'amplificateur DA1. Cette tension est proportionnelle à la tension d'induit du moteur.

Une tension Uoc est supprimée de la résistance R9, proportionnelle au courant circulant dans l'induit du moteur et la résistance R29. Cette tension est additionnée via les résistances R11, R12 avec la tension de référence à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur sommateur D1.

Par conséquent, à la sortie de l'amplificateur, nous obtenons la tension de désadaptation Up

Ur \uXNUMXd Uz-Uos.

La tension de désadaptation est fournie à l'entrée d'un comparateur réalisé sur un transistor unijonction VT2. Lorsque la tension sur le condensateur C4 atteint le seuil de conduction du transistor VT2, celui-ci s'ouvre et une impulsion de commande apparaît sur la résistance R18, qui ouvre le thyristor VS3, activant le thyristor VS1. Du fait que la base 2 du transistor VT2 est alimentée par une tension en phase avec la tension d'alimentation, le front montant de l'impulsion de commande se déplace en phase en fonction de la valeur de Up.

En régime permanent, avec une position constante du moteur à résistance pour régler la vitesse d'alimentation du fil électrode, l'induit du moteur tourne à une vitesse constante ; la tension aux bornes de l'induit et aux bornes de la résistance R29 ne change pas, et donc la valeur de Uр est constante.

Si la charge sur l'arbre du moteur a augmenté, la vitesse de rotation de son induit et la tension sur celui-ci diminuent et le courant du circuit d'induit augmente. En conséquence, la tension de rétroaction négative Uos diminue et la tension de rétroaction positive Uos augmente.

A partir de la tension (I) ci-dessus, il est évident que la tension Up augmente. Une augmentation de Up provoque un déphasage correspondant dans l'impulsion de commande à la sortie du comparateur, et le thyristor s'allume plus tôt, ce qui entraîne une augmentation de la tension à l'induit du moteur, et donc de la vitesse de rotation, au niveau précédent .

L'action de la rétroaction positive Uos est plus efficace aux basses fréquences de rotation de l'induit, c'est-à-dire lorsque la valeur absolue de cette tension est proportionnelle à la valeur de la tension de référence et que la tension au niveau de l'induit du moteur est faible.

L'amplificateur DC KR140UD1B (DA1) a été utilisé comme amplificateur sommateur. L'amplificateur est couvert par une rétroaction dépendante de la fréquence (C5, C6, R16).

Une tension réglant la vitesse d'alimentation du fil d'électrode est fournie à l'entrée non inverseuse 11 de l'amplificateur via la résistance R14, et un signal intégré proportionnel au courant d'induit est fourni via la résistance R12.

Un signal proportionnel à la tension au niveau de l'induit du moteur est fourni à l'entrée inverseuse 10 de l'amplificateur à partir du diviseur R2, R7.

À la même entrée via les résistances R15 ; R20 est alimenté par une tension stabilisée pour mettre la sortie 5 de l'amplificateur, une tension égale au seuil de commutation du transistor unijonction VT2 à la valeur nulle de la tension de référence.

La résistance R20 définit la vitesse d'induit minimale du moteur.

Pour compenser la dispersion des paramètres des transistors unijonction et assurer les caractéristiques de sortie identiques des variateurs, la base 2 du transistor VT2 est connectée au stabilisateur paramétrique R24, VD9 via un diviseur R25.

En déplaçant le curseur de la résistance R25 dans chaque instance du variateur à base de 2 transistors VT2, on établit une tension à laquelle la tension à l'émetteur, mesurée par un oscilloscope, sera égale à 3,5 V.

La tension de retour de courant dans le circuit d'induit est supprimée du diviseur R9. Un limiteur à diode VD1, VD2, R4 est connecté en parallèle au diviseur pour limiter la tension de rétroaction maximale.

Le moteur de la résistance R3 définit le seuil requis pour activer la protection de courant.

Les diodes VD3, VD4 servent à limiter le signal dans le circuit de base du transistor VT1 et à compenser en température le mode de fonctionnement de ce transistor.

Le relais K2 est activé par un interrupteur à bascule situé sur le mécanisme d'alimentation en mode « RÉGLAGE » pour alimenter le fil électrode dans le canal de la torche de soudage.

Les contacts du relais K2 allument le variateur et désactivent le freinage dynamique et la source de soudage.

Lorsque la charge sur l'arbre du moteur ne dépasse pas la valeur admissible, le transistor de coupure de courant VT1 est fermé. La tension du collecteur de ce transistor et de la sortie 9 de DD4.2 est fournie via S4 à l'entrée du circuit de coïncidence D3.1. À mesure que le courant d'induit augmente, la tension aux bornes de la résistance R29 et aux bornes de la résistance R3 connectées en parallèle augmente. La résistance R3 du moteur est connectée à la base du transistor VT1 et est installée de telle sorte que lorsque le courant d'induit atteint une valeur de 1,5 In, le transistor VT1 s'ouvre.

La tension à l'une des entrées du circuit de l'élément D3.1 devient proche de zéro, par conséquent, l'étage de sortie de l'amplificateur D3.1 est fermé, le signal à l'entrée 11DA1 est annulé, le générateur à VT2 est éteint et le thyristor VS1 coupe le thyristor principal qui contrôle le moteur, tandis que le courant entrant Il n'y a pas de circuit d'induit du moteur, le transistor VT1 se ferme, "3.1" apparaît à la sortie D1, permettant au moteur de démarrer - le variateur se rallume .

Ainsi, une certaine valeur de courant moyen est maintenue dans le circuit d'induit, ne dépassant pas la valeur admissible.

Auteur : V.E.Tushnov

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