專利名稱：鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置的制作方法
技術領域：
一種鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置屬于電渣壓焊工藝自動化領域。
申請?zhí)枮?4224535.0，名為“鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置”的中國實用新型專利公開了一種電渣壓焊工藝的自動化裝置，它包含控制器和機頭升降裝置兩部分，實現(xiàn)了過程的全自動化并在精度及焊接質(zhì)量上得到較大提高，對一定范圍內(nèi)鋼筋直徑的變動及電網(wǎng)電壓、焊接電流的波動也有自適應性，但仍存在著控制纜線較多及電機換向驅動的有觸點控制等不可靠因素。
本實用新型的目的在于提供一種采用無觸點控制及四芯控制纜線的可靠性更高的鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置。
本實用新型的特征在于電源由依次串接的變壓器T2、全波整流器、穩(wěn)壓器N1、N2及相應的濾波電容構成，操作控制環(huán)節(jié)由操作信號發(fā)生及控制兩個電路構成，前者由以三極管UT1、UT2、電阻R39組成的恒流源、與電阻R39并聯(lián)且分別由限流電阻R40～R42、鋼筋升、降、啟動安鈕S2、S3、S4相串而成的操作支路、三極管UT1基極與地之間的急停按鈕S5、限流電阻R49、R50以及與其相串的輸出電阻R27構成，控制電路由與電阻R27相串且并有抗擊穿二極管UD23的繼電器線圈KR0、正極與其相串的可控硅US3、集電極與前者負極相串的三極管UT10、發(fā)射極經(jīng)電阻R38與前者基極相連而集電極經(jīng)電阻R35與二極管UD23負極相連的三極管UT9和其輸出端經(jīng)電阻R35與前者基極相連而負輸入端經(jīng)電阻R28與輸出電阻R27相接而正輸入端既與電阻R27又經(jīng)電阻R11與繼電器線圈KR2常開觸點相連的運算放大器1組成的予啟動支路、輸出端經(jīng)電阻R21后與三極管UT5基極相連而負、正兩個輸入端分別經(jīng)電阻R29、R30和反串的隔離二極管UD24～UD26后并聯(lián)于電阻R27的運算放大器2組成的鋼筋提升控制支路、輸出端經(jīng)電阻R22后與三極管UT4基極相連而負、正兩個輸入端分別經(jīng)電阻R31、R32和反串的隔離二極管UD24～UD28后并聯(lián)于電阻R27的運算放大器3組成的鋼筋下降控制支路、輸出端經(jīng)電阻R37后與可控硅US3控制端相連而負、正兩個輸入端分別經(jīng)電阻R33和反串的隔離二極管UD24～UD30后并聯(lián)于電阻R27的運算放大器4組成的啟動控制支路、隔離電容C10～C12以及連鎖控制二極管UD31～UD33組成；電弧造渣、電渣精煉和帶電擠壓過程定值控制環(huán)節(jié)由分頻、計數(shù)、過程換接電路及電弧電壓反饋控制電路組成，前者由以電阻R1、R2、穩(wěn)壓管UD4構成的限幅電路、與穩(wěn)壓管UD4負端相連的整形電路5、輸入端與前者輸出端和穩(wěn)壓管UD4正端相連的分頻電路6組成的分頻電路，以其輸入端與前者輸出端相連的電弧造渣過程脈沖計數(shù)電路7、其輸入端經(jīng)隔離二極管UD5～UD12后分別與前者輸出端及顯示電路輸入端相連而輸出端經(jīng)反門8、其一個輸入端受分頻電路6控制的與非門9后與電弧造渣過程脈沖計數(shù)電路7輸入端相連的電弧造渣定值控制撥碼盤B3、B4組成的電弧造渣過程脈沖計數(shù)電路，以其輸入端經(jīng)相互串聯(lián)的阻容分壓電路、繼電器KR0的常閉觸點KR0-2、電阻R3后與分頻電路6的脈沖輸入端相連的電渣精煉過程脈沖計數(shù)電路10、其輸入端經(jīng)隔離二極管UD13～UD20后分別與前者輸出端及顯示電路輸入端相連而輸出端經(jīng)反門11、其一個輸入端受分頻電路6控制的與非門12后與電渣精煉過程脈沖計數(shù)電路10輸入端相連的電渣精煉定值控制撥碼盤B1、B2組成的電渣精煉過程脈沖計數(shù)電路及用分別與反門8、11輸出端相串的另外兩個反門13、14、其控制端分別經(jīng)電阻R7或R10與反門13、14的輸出端相連、而負極接地的可控硅US1或US2和一端與前者之一的正極相連而另一端接常開觸點KR0-2且并有抗擊穿二極管UD21或UD22的繼電器線圈KR1或KR2構成的過程換接電路組成，電弧電壓反饋控制電路由其輸入端與欲對接的兩根鋼筋C、D相連的橋接電路UR2、其輸入端與前者輸出端相并的兩個相串的可變電阻RP1及RP2、接于穩(wěn)壓器N1的輸出端對地之間的由電阻R12、R13、二極管UD34、UD35及電阻R14、可變電阻RP3依次串聯(lián)組成的分壓電路以及作電機正、反轉方向和轉數(shù)電壓反饋控制用的運算放大器15、16、17、18組成，其中，控制電機正轉方向和轉數(shù)用的運算放大器15、17的負輸入端分別經(jīng)電阻R17或R18后再經(jīng)常閉觸點KR2與可變電阻RP2的滑動相連，其正輸入端分別與二極管UD35的負極和電阻R14、可變電阻RP3的串聯(lián)接點相連，控制電機反轉方向和轉數(shù)的運算放大器16、18的正輸入端分別經(jīng)電阻R16或R15后再經(jīng)常閉觸點KR2與可變電阻RP2的滑動端相連，其負輸入端分別與和電阻R23連接的二極管UD34的正極、或電阻R12與R13的串聯(lián)接點相連，轉數(shù)控制運算放大器17、18的輸出端相連后經(jīng)電阻R46與三極管UT3基極相連，正、反轉方向控制運算放大器器15、16分別與電阻R21或R22相連；二極管UD34與UD35的串聯(lián)接點與常閉觸點KR0-1相連，可變電阻RP1的兩端分別與常開觸點KR1相連；電流截止反饋控制環(huán)節(jié)由串于電機M的主回路的取樣電阻R48、輸入端與其相并的橋接電路UR1、并于前者輸出端的可變電阻RP5、其輸入端與前者滑動端相連的光電藕合器19、其基極經(jīng)前者輸出端及電阻R24后與穩(wěn)壓器N1輸出端相連、發(fā)射極有對地電容C13而集電極經(jīng)電阻R25、可變電阻RP4組成的分壓電路與穩(wěn)壓器N1的輸出端相連的三極管UT7以及其基極經(jīng)電阻R26、穩(wěn)壓管UD36后與前者的發(fā)射極相連而集電極與三極管UT10相連的三極管UT8組成；主回路控制電路由與電網(wǎng)并聯(lián)的用自鎖的主回路控制繼電器CJ及與其相串的常開觸點KR0-3構成(A、B二點)的支路組成；電機正、反轉控制與執(zhí)行環(huán)節(jié)由變壓器T1、以兩個其低壓端的正極分別經(jīng)電阻R43或R44、與其相串的電阻R45后與穩(wěn)壓器N1的輸出端相連、在正、負兩極反接后其負極分別對地接二極管UD38或與三極管UT3集電極相連而高壓端分別與變壓器T1的高、低壓輸出端相連的固態(tài)繼電器SW10、SW9組成的電機轉數(shù)控制電路、以其輸入端與前者輸出端相連的由固態(tài)繼電器SW1～SW8、整流二極管UD39～UD46組成的全波整流式電機換向控制電路、經(jīng)取樣電阻R48并接于前者輸出端的電機M、以其集電極分別依次與固態(tài)繼電器SW1→SW4、SW8→SW5低壓端串接的三極管UT5、其集電極分別依次與固態(tài)繼電器SW4→SW1、SW5→SW8低壓端串接的三極管UT4以及從其集電極在通過電阻R19與穩(wěn)壓器N1輸出端相連的同時又經(jīng)二極管UD37、電阻R23、二極管UD47與三極管UT4集電極相連而基極經(jīng)電阻R17、二極管UD38與三極管UT7集電極相連而其基極經(jīng)電阻R20與三極管UT5集電極相連的起直流供給作用的三極管UT6組成，機頭升降裝置中的下卡頭帶有一個對中調(diào)整裝置。
使用證明它達到了預期目的。
為了在下面結合實施例對本實用新型作詳盡描繪，現(xiàn)將本申請文件所使用的附圖名稱及編號簡介如下


圖1、2本發(fā)明電路的原理圖；圖3機頭升降裝置結構圖；圖4調(diào)整對中裝置結構圖。
實施例請見
圖1～4。全波整流器由二極管UD1～UD3構成。顯示電路由用標號21表示的二—十進制轉換芯片IC4511、譯碼器20(RESPACK4)及顯示屏19構成。1～4、15～18都由芯片LM324構成，5、8和13、11和14都由芯片40106構成，6、7、10都由兩個芯片4518構成，9、12都由芯片4011構成。
其控制過程如下按下啟動按鈕S4，啟動控制用的運算放大器4輸出高電平，可控硅US3導通，繼電器KR0得電，使常閉觸點KR0-1斷開，電壓反饋控制環(huán)節(jié)的運算放大器15～18進入工作狀態(tài)；常閉觸點KR0-2斷開，分頻計數(shù)電路工作，此時，由于電渣精煉過程脈沖計數(shù)器10的R端不通，故只有電弧造渣過程脈沖計數(shù)器7工作。常開觸點KR0-3即A、B兩端吸合，主回路工作，繼電器CJ得電自鎖。當計數(shù)芯片7的計數(shù)數(shù)值與撥碼盤B3、B4予置數(shù)值相符時，反門B輸出低電平，使計數(shù)芯片7停止計數(shù)，反門13輸出高電位，可控硅US1導通，繼電器KR1得電，前者使計數(shù)芯片10的R端接地，使其開始電渣精煉過程的脈沖計數(shù)，后者使常開觸點KR1閉合，可變電阻RP1短接，使電壓反饋給定值與電渣精煉過程的參數(shù)相吻合。當計數(shù)芯片10的計數(shù)值與撥碼盤B1、B2的予置值相等時，反門11輸出低電位，計數(shù)芯片10停止計數(shù)；反門14輸出高電位，可控硅US2導通，繼電器KR2得電，常閉觸點KR2打開，電壓反饋控制環(huán)節(jié)停止工作，啟動了停機電路。在電機工作電流超過預定值時，電流截止反饋環(huán)節(jié)啟動，三極管UT7導通，給電容C13充電，當達到穩(wěn)壓管UD36轉折電壓時，三極管UT8導通，使三極管UT10截止，繼電器KR0失電，整個電路停止工作。
操作控制電路的工作過程為當按鈕S2～S5都未按下時，僅有較小電流約3mA流過電阻R50、R49及R27，使只有芯片1輸出高電平，三極管UT9導通，三極管UT10飽和導通，進入予啟動階段。當按下提升按鈕S2時，使流過電阻R27上的電流升為6mA，芯片2輸出為高電平，使三極管UT5導通，電機M正轉，鋼筋上升。當按下下降按鈕S3時，使流過電阻R27上的電流達12mA，芯片3的輸出為高電平，三極管UT4飽和導通，電機M反轉鋼筋下降，同時經(jīng)二極管UD31鎖住芯片2，使其輸出低電平，防止誤動作。當按下啟動按鈕S4時，流過電阻R27上的電流達15mA，使芯片4輸出高電平，可控硅US3導通，繼電器KR0得電，整個電路開始啟動。同時，經(jīng)二極管UD32、UD33鎖住芯片2及3，防止誤動作。按鈕S1為按入T1、T2而設的，F(xiàn)1為保險絲。
穩(wěn)壓器N2輸出低壓9伏，供計數(shù)電路使用，其余皆由N1輸出的高壓12伏供電。
電機正、反轉執(zhí)行和控制環(huán)節(jié)是這樣工作的當三極管UT3在芯片17或18控制下導通時，固態(tài)繼電器SW9低壓端為低壓1.2伏，其高壓端導通，而固態(tài)繼電器SW10關斷，使電機換向電路輸入端與變壓器T1輸出高壓相連，電機轉速上升；反之，則轉速下降。當三極管UT5在芯片2或15控制下導通時，使固態(tài)繼電器SW1～SW4打開，SW5～SW8關斷，經(jīng)二極管UD43～UD46整流，電機M正轉；當三極管UT4在芯片3或16控制下導通時，使固態(tài)繼電器SW1～SW4關斷，SW5～SW8打開，經(jīng)二極管UD39～UD42整流后，電機M反轉。從而實現(xiàn)了電機的無觸點換向。
在運行過程中，電機M的正、反轉及轉速的高、低由電弧電壓反饋控制電路控制。在電弧造渣階段，電弧電壓經(jīng)整流后由相串的可變電阻RP1、RP2分壓后經(jīng)常閉觸點KR2反饋到芯片15～18中的各個輸入端以便分別與由電阻R12、R13、二極管UD34、UD35、電阻R14和可變電阻RP3串接的分壓電路的各個分壓電壓比較；在電渣精煉階段，常閉觸點KR1打開，使可變電阻RP1短接，電弧電壓整后由可變電阻RP2分壓后再按以上同樣方式與各給定電壓比較。電渣精煉過程結束，常閉觸點KR2打開，電壓反饋控制環(huán)節(jié)停止工作，進入擠壓階段，轉為由電流截止反饋控制環(huán)節(jié)進行自動停機控制。
圖3～圖4是機頭升降裝置及調(diào)整對中裝置結構圖。其中，伺服機23通過傳動絲杠24帶動上卡頭25上、下運動，它實時調(diào)整電弧造渣及電渣精煉過程的工作電壓以完成全部焊接過程。下卡頭26設計有絕緣套27及鋼筋軸的對準裝置以適應不同直徑鋼筋的對接。28為鎖緊螺絲，29為卡具殼體，30為頂緊螺絲，31為夾緊的V型塊，它們共同組成了鋼筋軸的對中調(diào)整裝置。當需焊不同直徑的鋼筋時，可擰松鎖緊螺母28，下卡頭26即可繞軸心轉動，以便上、下鋼筋通過頂緊螺絲29、V型塊31夾緊。
由此可知，它具有電機可無觸點控制其換向以及只有四根電壓、電流反饋控制纜線的優(yōu)點，從而大大提高了可靠性。
權利要求1.一種鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置，它包含控制器和機頭升降裝置，前者含有電源、操作控制環(huán)節(jié)、電弧造渣、電渣精煉和帶電擠壓過程定值控制環(huán)節(jié)、電流截止反饋控制環(huán)節(jié)、主回路控制電路以及電機正、反轉控制和執(zhí)行環(huán)節(jié)，后者含有傳動機頭、上下卡頭及其輔件，其特征在于電源由依次串接的變壓器T2、全波整流器、穩(wěn)壓器N1、N2及相應的濾波電容構成，操作控制環(huán)節(jié)由操作信號發(fā)生及空制兩個電路構成，前者由以三極管UT1、UT2、電阻R39組成的恒流源、與電阻R39并聯(lián)且分別由限流電阻R40～R42、鋼筋升、降、啟動按鈕S2、S3、S4相串而成的操作支路、三極管UT1基極與地之間的急停按鈕S5、限流電阻R49、R50以及與其相串的輸出電阻R27構成，控制電路由與電阻R27相串且并有抗擊穿二極管UD23的繼電器線圈KR0、正極與其相串的可控硅US3、集電極與前者負極相串的三極管UT10、發(fā)射極經(jīng)電阻R38與前者基極相連而集電極經(jīng)電阻R35與二極管UD23負極相連的三極管UT9和其輸出端經(jīng)電阻R35與前基極相連而負輸入端經(jīng)電阻R28與輸出電阻R27相接而正輸入端既與電阻R27又經(jīng)電阻R11與繼電器線圈KR2常開觸點相連的運算放大器(1)組成的予啟動支路、輸出端經(jīng)電阻R21后與三極管UT5基極相連而負、正兩個輸入端分別經(jīng)電阻R29、R30和反串的隔離二極管UD24～UD26后并聯(lián)于電阻R27的運算放大器(2)組成的鋼筋提升控制支路、輸出端經(jīng)電阻R22后與三極管UT4基極相連而負、正兩個輸入端分別經(jīng)電阻R31、R32和反串的隔離二極管UD24～UD28后并聯(lián)于電阻R27的運算放大器(3)組成的鋼筋下降控制支路、輸出端經(jīng)電阻R37后與可控硅US3控制端相連而負、正兩個輸入端分別經(jīng)電阻R33和反串的隔離二極管UD24～UD30后并聯(lián)于電阻R27的運算放大器(4)組成的啟動控制支路、隔離電容C10～C12以及連鎖控制二極管UD31～UD33組成；電弧造渣、電渣精煉和帶電擠壓過程定值控制環(huán)節(jié)由分頻、計數(shù)、過程換接電路及電弧電壓反饋控制電路組成，前者由以電阻R1、R2、穩(wěn)壓管UD4構成的限幅電路、與穩(wěn)壓管UD4負端相連的整形電路(5)、輸入端與前者輸出端和穩(wěn)壓管UD4正端相連的分頻電路(6)組成的分頻電路，以其輸入端與前者輸出端相連的電弧造渣過程脈沖計數(shù)電路(7)、其輸入端經(jīng)隔離二極管UD5～UD12后分別與前者輸出端及顯示電路輸入端相連而輸出端經(jīng)反門(8)、其一個輸入端受分頻電路(6)控制的與非門(9)后與電弧造渣過程脈沖計數(shù)電路(7)輸入端相連的電弧造渣定值控制撥碼盤B3、B4組成的電弧造渣過程脈沖計數(shù)電路，以其輸入端經(jīng)相互串聯(lián)的阻容分壓電路、繼電器KR0的常閉觸點KR0-2、電阻R3后與分頻電路(6)的脈沖輸入端相連的電渣精煉過程脈沖計數(shù)電路(10)、其輸入端經(jīng)隔離二極管UD13～UD20后分別與前者輸出端及顯示電路輸入端相連而輸出端經(jīng)反門(11)、其一個輸入端受分頻電路(6)控制的與非門(12)后與電渣精煉過程脈沖計數(shù)電路(10)輸入端相連的電渣精煉定值控制撥碼盤B1、B2組成的電渣精煉過程脈沖計數(shù)電路及用分別與反門(8)、(11)輸出端相串的另外兩個反門(13)、(14)、其控制端分別經(jīng)電阻R7或R10與反門(13)、(14)的輸出端相連、而負極接地的可控硅US1或US2和一端與前者之一的正極相連而另一端接常開觸點KR0-2且并有抗擊穿二極管UD21或UD22的繼電器線圈KR1或KR2構成的過程換接電路組成，電弧電壓反饋控制電路由其輸入端與欲對接的兩根鋼筋C、D相連的橋接電路UR2、其輸入端與前者輸出端相并的兩個相串的可變電阻RP1及RP2、接于穩(wěn)壓器N1的輸出端對地之間的由電阻R12、R13、二極管UD34、UD35及電阻R14、可變電阻RP3依次串聯(lián)組成的分壓電路以及作電機正、反轉方向和轉數(shù)電壓反饋控制用的運算放大器(15)、(16)、(17)、(18)組成，其中，控制電機正轉方向和轉數(shù)用的運算放大器(15)、(17)的負輸入端分別經(jīng)電阻R17或R18后再經(jīng)常閉觸點KR2與可變電阻RP2的滑動相連，其正輸入端分別與二極管UD35的負極和電阻R14、可變電阻RP3的串聯(lián)接點相連，控制電機反轉方向和轉數(shù)的運算放大器(16)、(18)的正輸入端分別經(jīng)電阻R16或R15后再經(jīng)常閉觸點KR2與可變電阻RP2的滑動端相連，其負輸入端分別與和電阻R23連接的二極管UD34的正極、或電阻R12與R13的串聯(lián)接點相連，轉數(shù)控制運算放大器(17)、(18)的輸出端相連后經(jīng)電阻R46與三極管UT3基極相連，正、反轉方向控制運算放大器器(15)、(16)分別與電阻R21或R22相連；二極管UD34與UD35的串聯(lián)接點與常閉觸點KR0-1相連，可變電阻RP1的兩端分別與常開觸點KR1相連；電流截止反饋控制環(huán)節(jié)由串于電機M的主回路的取樣電阻R48、輸入端與其相并的橋接電路UR1、并于前者輸出端的可變電阻RP5、其輸入端與前者滑動端相連的光電藕合器(19)、其基極經(jīng)前者輸出端及電阻R24后與穩(wěn)壓器N1輸出端相連、發(fā)射極有對地電容C13而集電極經(jīng)電阻R25、可變電阻RP4組成的分壓電路與穩(wěn)壓器N1的輸出端相連的三極管UT7以及其基極經(jīng)電阻R26、穩(wěn)壓管UD36后與前者的發(fā)射極相連而集電極與三極管UT10相連的三極管UT8組成；主回路控制電路由與電網(wǎng)并聯(lián)的用自鎖的主回路控制繼電器CJ及與其相串的常開觸點KR0-3構成(A、B二點)的支路組成；電機正、反轉控制與執(zhí)行環(huán)節(jié)由變壓器T1、以兩個其低壓端的正極分別經(jīng)電阻R43或R44、與其相串的電阻R45后與穩(wěn)壓器N1的輸出端相連、在正、負兩極反接后其負極分別對地接二極管UD38或與三極管UT3集電極相連而高壓端分別與變壓器T1的高、低壓輸出端相連的固態(tài)繼電器SW10、SW9組成的電機轉數(shù)控制電路、以其輸入端與前者輸出端相連的由固態(tài)繼電器SW1～SW8、整流二極管UD39～UD46組成的全波整流式電機換向控制電路、經(jīng)取樣電阻R48并接于前者輸出端的電機M、以其集電極分別依次與固態(tài)繼電器SW1→SW4、SW8→SW5低壓端串接的三極管UT5、其集電極分別依次與固態(tài)繼電器SW4→SW1、SW5→SW8低壓端串接的三極管UT4以及從其集電極在通過電阻R19與穩(wěn)壓器N1輸出端相連的同時又經(jīng)二極管UD37、電阻R25、二極管UD47與三極管UT4集電極相連而基極經(jīng)電阻R17、二極管UD38與三極管UT7集電極相連而其基極經(jīng)電阻R20與三極管UT5集電極相連的起直流供給作用的三極管UT6組成，機頭升降裝置中的下卡頭帶有一個對中調(diào)整裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置，其特征在于所述的電弧造渣、電渣精煉定值控制環(huán)節(jié)的顯示電路皆由芯片IC4511(21)、譯碼器RESPACK4(20)及顯示屏(19)串聯(lián)而成。
專利摘要鋼筋電渣壓焊機自動控制裝置屬于電渣壓焊工藝自動化領域，其特征在于操作控制環(huán)節(jié)采用了具有鋼筋升、降、啟、停功能的恒流源型編解碼電路，電機正、反轉執(zhí)行環(huán)節(jié)采用了由固態(tài)繼電器構成的電機轉數(shù)和換向控制電路，電弧造渣、電渣精煉及帶電擠壓各過程間的轉換采用了可控硅控制。在一定的鋼筋范圍內(nèi)，它不僅不需重新設定參數(shù)并可克服焊接電流和電弧電壓波動的影響，而且對電機的控制和過程的換接采用無觸點控制，其控制纜線的連接也較簡單。
文檔編號B23K28/00GK2229324SQ95217360
公開日1996年6月19日 申請日期1995年7月26日 優(yōu)先權日1995年7月26日
發(fā)明者盧振洋 申請人:北京工業(yè)大學