专利名称：一种工模具修补机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工模具修补机。
工模具修补机的工作原理为将修补材料(为钢铁或不锈钢或其他合金粉末)置于待修补的工模具表面，并分别作为正负两极，通过特定的脉冲电能输出电路从正负两极输出能量使它们相互接触的局部迅速发热而熔接在一起，从而达到修补工模具的目的。现有的工模具修补机的脉冲电能输出电路一般都采用大功率可控硅(晶闸管)及脉冲变压器，其缺点在于一是大功率可控硅容工作于高压大电流状态容易产生谐波干扰，二是脉冲变压器的功率会使输出能量受到限制，同时脉冲变压器的存在使修补机具有较大的重量。
本实用新型的目的就在于针对上述现有技术现状而提供一种谐波干扰少且不必采用脉冲输出变压器的工模具修补机。
本实用新型的设计方案是工模具修补机包括输出正极、输出负极及其控制电路，输出正极通过工件连接器与工件电连接，输出负极通过焊头与补材电连接，其特征在于所述的输出正极、输出负极的控制电路包括电源电路、电容储能电路和放电控制电路，电容储能电路包括作为储能元件的多个相互并联的低压大容量电容组和作为开关元件的多个相互并联的场效应管组，电容组并联在电源电路的输出两端，电容的正极共接直接作为输出正极，电容的负极共接场效应管组的各源极，场效应管组的各漏极共接作为输出负极，场效应管组的各控制栅极共接放电控制电路的输出端。
与现有技术相比，本实用新型采用低压大电容及场效应管作为储能放电元件，不必采用脉冲输出变压器，因而输出功率不受其限制，也没有大功率双向可控硅产生的谐波干扰，而且全部电路采用低电压供电，可靠性好，整机重量减轻一半左右。
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图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型的结构示意图(电路图)。其中①为输出正极，②为工件连接器，③为工件，④为补材，⑤为焊头，⑥为输出负极。
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1、图2所示，工模具修补机包括输出正极①、输出负极⑥及其控制电路，输出正极①通过工件连接器②与工件③电连接，输出负极⑥通过焊头与补材⑤电连接；所述的输出正极①、输出负极⑥的控制电路包括电源电路、电容储能电路和放电控制电路；电源电路顺次包括浪涌抑制电阻R1、变压器B1、B2、熔断器RD、桥式整流二极管组D1～D4，其中变压器B1、B2的初级线圈相互并联，次级线圈相互串联，而且B2的初级线圈上接有粗调开关K1之K1-1(K1为一双刀双掷开关)，K1-1的a、b端与B2的初级线圈相串联，K1-1的a、c端与其并联，当开关K1-1的a、c端闭合时，B2的初级线圈被短路而失电，其次级线圈电势为零，因而输出电压降低，可起到粗调输出功率的作用；电容储能电路包括多个相互并联的低压大容量电容组和多个相互并联的场效应管组，在本实施例中采用5个电容C1～C5和12个场效应管T1～T12，电容C1～C5的正极共接作为输出正极①，电容C1～C5的负极共接场效应管组T1～T12的各源极，T1～T12的各漏极共接作为输出负极⑥，各控制栅极共接放电控制电路的输出端；在场效应管T1～T12的漏极与电源输出正极之间串接有一保护二极管D5；当各场效应管T1～T12通时，放电电流从电容C1～C5正极(即输出正极①)→工件连接器②→工件③→补材④→焊头⑤→场效应管T1～T12→电容C1～C5负极(即输出负极⑥)构成完整的放电回路，由于工件连接器②的电阻很小(约10毫欧)，因而绝大部分功率加在工件③与补材④的连接处，使其迅速熔接在一起。
放电控制电路可以采用现有的输出为可控脉冲信号的控制电路，没有特殊的要求，在本实施例中公开一种这样的控制电路，如图1、图2所示，包括连续脉冲发生电路、脉宽控制电路、启动整形电路、输出激励电路及功率稳定电路启动整形电路以运放F2为中心元件，同相端经电阻R41、R42接脚踏启动开关K2的a端(K2为一单刀双掷开关)，K2的c端直接接电源，b端接地，其反相端接稳压二极管D7的负极，稳压二极管D7与电阻R31串接在电源V的两端构成一基准电位电源；正反馈电阻R40跨接在F2的同相端与输出端之间，电容C12的负极接地，正极接电阻R14的另一端；运放F2的输出端接单次/连续控制开关K3的c端；
连续脉冲发生电路以555芯片TS1为中心元件，配合外围的电阻R14、R15及电容C6、C7构成一多谐振荡器，一般振荡频率设定在3Hz左右，其输出端out接控制开关K3的b端，其复位端R接三极管T13的集电极，T13的发射极接地，其基极接电阻R18与R17的共接点，电阻R18、R17串接在运放F2输出与地之间的回路上，因而三极管T13的基极电位受运放F2的输出控制；脉宽控制电路以555芯片TS2为中心元件，配合其外围的三极管T14、电容C9、C10、电阻R19～R23及电位器W1构成一单稳态触发器，TS2的放电端D、阈值端TH共接三极管T14的集电极，并经电容C9接地，三极管T14的发射极经电阻R23接电源正极，基极经电阻R21接电位器W1、电阻R20后接地，电位器W1的另一端经电阻R19接电源正极，三极管T14、电阻R23、R21、R20、R19及电位器W1构成一可控恒流电路对电容C9充电，恒流值由R23阻值和W1的动点位置决定；电容C8、电阻R22、R29构成一微分触发电路，其一端接开关K3的a端，另一端接TS2的触发端TR；输出激励电路主要由相互串接的推挽三极管T16、T17构成，它们的基极共接并经电阻R28与TS2的输出端0UT相连，T16的集电极经电阻R30接12V的电源正极V+,T17的集电极接地，T16、T17共接的发射极即为整个放电控制电路的总输出端，分别经电阻R2～R13接场效应管T1～T12的控制栅极；改变R30的阻值可调节熔接电流的上升速率。
功率稳定电路以运放F1为中心元件，其同相端经电阻R32接稳压二极管D7负极，得到基准电位，F1的反相端经电阻R33、R34、R43接储能电容的正极，电阻R33与电阻R34共接点再接电阻R36后接储能电容的负极，电阻R35跨接在F1的反相端和输出端之间，F1的输出端经电阻R27接脉宽控制电路的TS2之控制端CO；其中电阻R43还并联有初调开关K1之K1-2的a、c端，当K1的a、c端闭合时，一方面K1-1短路变压器B2的初级线圈使最后的储能电容输出电压降低，另一方面K1-2同时短路R43，减小电阻(R34+R43)与R36的阻值比，使运放F1的反相端电位基本保持不变，保证F1的工作点基本不变，从而保证整个放电控制电路正常工作。
整个放电控制电路的工作过程为首先由开关K3选择单次脉冲方式还是连续脉冲方式；当开关K3的a、c端闭合时，即为单次脉冲方式，此时连续脉冲发生电路的输出不起作用，当启动整形电路的脚踏启动开关K2的a、b端闭合时，运放F2的同相端电位低于反相端电位，经电阻R40的正反馈F2的输出端被锁定在低电位，此后只要K2的a、c端不闭合，F2也就保持输出低电位不变，避免了因触点抖动引起的误触发；F2输出的负跳变通过C8、R22等构成的微分电路触发脉宽控制电路，TS2输出端OUT输出高电平，经输出激励电路放大后控制场效应管组T1～T12导通，于是储能电容组C1～C5一起向工件及补材放电，与次同时电容C9被由三极管T14、电阻R23、R21、R20、R19及电位器W1构成的恒流电路充电，当电容C9上的电压超过TS2的控制端CO电位时，TS2输出端OUT翻转恢复至稳态，场效应管组T1～T12关断，电容组C1～C5停止放电而开始重新充电；当开关K3的a、b端闭合时，连续脉冲发生电路输出起作用，即为连续脉冲方式；当开关K2的a、c端闭合时(K2复位)，运放F2输出高电平，三极管T3导通，TS1的复位端R为零电位，TS1不工作，而当开关a、b端闭合时，运放F2输出低电压，三极管T13截止使TS1的R端由0V变为约12V，振荡电路起振，脉冲信号从TS1的输出端OUT输出，经开关K3、电容C8触发脉宽控制电路，使TS2输出频率为约3Hz的宽度可调高电平脉冲，经输出激励电路放大后控制场效应管组T1～T12间隔导通，使储能电容组间隔放电。
权利要求1．一种工模具修补机，包括输出正极、输出负极及其控制电路，输出正极通过工件连接器与工件电连接，输出负极通过焊头与补材电连接，其特征在于所述的输出正极、输出负极的控制电路包括电源电路、电容储能电路和放电控制电路，电容储能电路包括作为储能元件的多个相互并联的低压大容量电容组和作为开关元件的多个相互并联的场效应管组，电容组并联在电源电路的输出两端，电容的正极共接直接作为输出正极，电容的负极共接场效应管组的各源极，场效应管组的各漏极共接作为输出负极，场效应管组的各控制栅极共接放电控制电路的输出端。
2．如权利要求1所述的工模具修补机，其特征在于所述的放电控制电路包括连续脉冲发生电路、脉宽控制电路、启动整形电路、输出激励电路a)启动整形电路以运放F2为中心元件，同相端经电阻R41、R42接脚踏启动开关K2的a端，K2为一单刀双掷开关，K2的c端直接接电源，b端接地，其反相端接基准电位电源，正反馈电阻R40跨接在F2的同相端与输出端之间，运放F2的输出端接单次/连续控制开关K3的c端；b)连续脉冲发生电路以555芯片TS1为中心元件，配合外围的电阻R14、R15及电容C6、C7构成一多谐振荡器，其输出端out接控制开关K3的b端，其复位端R接三极管T13的集电极，T13的发射极接地，其基极接电阻R18与R17的共接点，电阻R18、R17串接在运放F2输出与地之间的回路上；c)脉宽控制电路以555芯片TS2为中心元件，配合其外围的三极管T14、电容C9、C10、电阻R19～R23及电位器W1构成一单稳态触发器，三极管T14、电阻R23、R21、R20、R19及电位器W1构成一可控恒流电路对电容C9充电，电容C8、电阻R22、R29构成一微分触发电路，其一端接开关K3的a端，另一端接TS2的触发端TR；d)输出激励电路主要由相互串接的推挽三极管T16、T17构成，它们的基极共接并经电阻R28与TS2的输出端OUT相连，T16的集电极经电阻R30接电源正极V+,T17的集电极接地，T16、T17共接的发射极即为整个放电控制电路的总输出端。
3．如权利要求2所述的工模具修补机，其特征在于所述的放电控制电路还包括有功率稳定电路以运放F1为中心元件，其同相端接基准电位电源，反相端经电阻R33、R34、R43接储能电容的正极，电阻R33与电阻R34共接点再接电阻R36后接储能电容的负极，电阻R35跨接在F1的反相端和输出端之间，F1的输出端经电阻R27接脉宽控制电路的TS2之控制端CO。
4．如权利要求2和3所述的工模具修补机，其特征在于所述的基准电位电源由串接在电源V的两端的稳压二极管D7与电阻R31构成。
5．如权利要求1或3所述的工模具修补机，其特征在于所述的电源电路顺次包括浪涌抑制电阻R1、变压器B1、B2、熔断器RD、桥式整流二极管组D1～D4，其中变压器B1、B2的初级线圈相互并联，次级线圈相互串联，而且B2的初级线圈上接有粗调开关K1之K1-1,K1为一双刀双掷开关,K1-1的a、b端与B2的初级线圈相串联，K1-1的a、c端与其并联；初调开关K1之K1-2的a、c端并联在电阻R43的两端。
专利摘要一种工模具修补机,包括输出正极、输出负极及其控制电路,其控制电路包括采用多个相互并联的低压大容量电容组作为储能元件、多个相互并联的场效应管组作为电容放电开关元件,以手动/连续可控脉冲信号电路作为放电控制电路,从而避免采用大功率可控硅及脉冲输出变压器,因而输出功率不受其限制,也没有大功率双向可控硅产生的谐波干扰,全部电路采用低电压供电,可靠性好,整机重量减轻一半左右。
文档编号B23K11/26GK2313701SQ97242910
公开日1999年4月14日 申请日期1997年12月11日 优先权日1997年12月11日
发明者宣浩 申请人:宣浩