低电压电容储能焊机的制作方法

专利名称：低电压电容储能焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于碰焊不锈钢、铜、铝、合金及一般金属及作弧焊一般金属用的焊机。
现有电容储能碰焊机采用250伏以上高耐压电容以高电压充电，采用放电变压器。小功率机型采用脚踏式杠杆对碰焊触头及工件加压，而大功率机型采用气动元件，以压缩机提供一定压力的空气经气动元件驱动碰焊触头加压。
现有电容储能碰焊机采用250伏以上高电压充电，可以省去充电变压器，同时采用较简单的充电回路，但要选用高耐压元件，高耐压电容器而成本高，同时电容器较易老化及漏电，而且充电回路要加设限流电阻、功率损耗较大及影响充电速度，在放电回路至工作电极间并联放电变压器，作为储能电容器的换能元件，这造成能量的较大损耗及影响放电速度，降低电容储能焊机的性能。而大功率的机型都采用气动型式驱动碰焊触头，使到焊机要附设空气压缩机才能工作，占地大，保养繁复。另外，由于气动执行机构的气缸行程难受控制，工作时在两电极间易伤及操作者之手，在实际生产中，由于加工件尺寸较大，不可能将两电极调节在较小距离时，危险性较大，生产工件的工艺亦较难处理，影响其生产效率。较大型功率的机体积大，使整机需分成二个机体，另配套上空气压缩机。目前的电容储能碰焊机其功能仅为碰焊，不能同时作弧焊，只能是一机专用。
本实用新型的目的是提供一种低电压电容储能焊机，采用100伏以下耐压的电容器，经电源变压器变成100伏以下电压向电容器充电储能。舍去放电变压器，使电容放电直接加工元件。采用二个以上的电磁铁，使用脚踏操着焊头下落，实施电子无级控制焊接触头的施压距离，提高加工精度，增加生产安全因素，减少工伤。可采用脚踏及电动二种方式对焊头施压。使用储能充电变压器故可兼作弧焊机，使整机可碰焊、弧焊的一机多用途。因舍去放电变压器，充电限流电阻，空气压缩机后使整机一体化，降低电功损耗，提高加工精度，大大降低成本，占地少。
本实用新型的技术解决方案是在现有技术的机壳、脚踏传动施压装置，上、下焊头，继电电路，电源电路，触发电路，充电电路，储电电路，放电电路，控制电路，执行电路基础上，本实用新型是脚踏传动施压装置与焊头杆座相固定，焊头杆座在下方垂直固定有上焊头，在水平面上固定的连杆至少与二个以上电磁铁相连接，电源电路通过BZ3次级与触发电路的DZ9至DZ12的桥式整流回路及DZ13至DZ16的另一个桥式整流回路相连，触发电路分压输出通过R1、R2与充电电路的K2、CJ15，CJ1-2，CJ1-1至J1-4到PZ5至PZ8可控硅的触发极相连，充电电路PZ5至PZ8阳极与电源电路的DZ1至DZ4桥式整流回路的正电压输出端连接，电源电路的DZ1至DZ4桥式整流回路负电压端的DZ3、DZ4的正极与触发电路DZ16、DZ15正极，及储电电路的C1至C4电容组负极，V1至V4电压表的一端，以及控制电路的SCR1至SCR4的阴极及执行电路的下焊头，电压表V5及蜂鸣器SP1、开关K7相连接，另电源电路的主回路CJ0接触器常开关与BZ3变压器常开关与BZ3变压器初级并联处与继电电路的RK1两端相连接，触发电路其中一路经R3、R4分压后经放电电路K3、CJ10，CJ12向放电电路的PZ4及PZ1至PZ3触发极相连，充电电路的PZ5及PZ8阴极与储电电路C1至C4电容组连接，放电电路的PZ1至PZ4的阳极与储电电路C1至C4电容组连接，另放电电路的PZ1至PZ4阴极与执行电路的上焊头，电压表V5，蜂鸣器SP1的一端连接，控制电路的J1.R6，J2，R7，J3，R8，J4，R5分别与储电电路C3、C2、C1、C4连接。
以上所述脚踏传动施压装置是在杠杆的一端通过连杆装置与脚踏相固定，杠杆的另一端与装有复位弹簧的压臂与焊头杆座相固定。
本实用新型的焊头杆座上水平面固定的连杆是十字连杆，十字连杆与机壳之间固定有弹簧。
以上本实用新型的十字连杆的四端共连接着四个电磁铁。
本实用新型的焊头杆座上有接近开关，在接近开关前方有一个感应板。
以上本实用新型在压臂架上固定有接近开关，在接近开关前方有一个感应板。
本实用新型的优点是采用100伏以下耐压的电容器，经电源变压器变成100伏以下电压向电容器充电储能，因舍去的放电变压器，使电容放电直接加工元件，因采用了二个以上的电磁铁，使用脚踏操着焊头下落，实施电子无级控制焊接触头的施压距离，提高加工精度，增加生产安全因素，减少工伤。本实用新型可采用脚踏及电动二种方式对焊头施压，以及采用储能充电变压器故可兼作弧焊机，使整机可碰焊、弧焊的一机多用途。因舍去放电变压器，充电限流电阻，空气压缩机后使整机一体化，降低电功损耗，提高加工精度，大幅降低成本、占地少。
以下结合附图对本实用新型的实施例进行描述


图1本实用新型的机械部分构造示意图；图2本实用新型的电路方框图；图3本实用新型的电路图。
根据
图1、2、3所示，本实用新型有机壳26、脚踏传动施压装置，上、下焊头24、25，脚踏传动施压装置与焊头杆座14相固定，焊头杆座14在下方垂直固定有上焊头24，在水平面上固定连杆12。脚踏传动施压装置在杠杆19的一端通过连杆装置的杠杆推动杆20，活动支架21，脚踏杆22与脚踏23相连接，杠杆19的另一端通过带有复位弹簧18的压臂架17、压臂16与焊头杆座14相固定，焊头杆座14上水平面固定的十字连杆12，十字连杆12与机壳26之间固定有弹簧15，十字连杆12的四端均固定有电磁铁衔铁13，四个电磁铁衔铁下均分别有电磁铁吸引线圈3、4、5、6，上焊头24上固定有输出端7，正对上焊头24的下方固定有下焊头25，下焊头25上固定有输出端8，焊头杆座14上还固定有接近开关1，接近开关1的前方有感应板9，在压臂架17上还固定有接近开关2，接近开关2前方有感应板10。
电源电路使用220V输入经DZ、F3、F4等通过BZ1及BZ3变压、输出一路经BZ3次级到触发电路的DZ9～DZ12的桥式整流回路，及DZ13～DZ16另一个桥式整流回路。
触发电路经R1、R2分压输出到充电电路的K2、CJ15、CJ1-2、CJ1-1～CJ1-4到PZ5～PZ8可控硅的触发极。
充电电路PZ5～PZ8阳极与电源电路的DZ1～DZ4桥式整流回路的正电压输出点连结。
电源电路的DZ1～DZ4桥式整流回路负电压端，则DZ3、DZ4的正极与触发电路DZ16、DZ15正极、及储电电路的C1～C4电容组负极，V1～V4电压表的一端，以及控制电路的SCR1～SCR4的阴级及执行电路的下焊头，电压表V5及蜂鸣器SP1开关K7连接，另电源电路的主回路CJ0接触器常开点与BZ3变压器初级并联处与继电电路的RK1两端相连接，以供电给整个继电电路工作。
触发电路其中一路径R3、R4分压后经放电电路K3、CJ10及CJ11、CJ12、向放电电路的PZ4及PZ1～PZ3触发极提供触发信号。
充电电路的PZ5～PZ8阴极与储电电路C1～C4电容组连接，放电电路的PZ1～PZ4的阳极也与储电电路C1～C4电容组连接，另放电电路的PZ1～PZ4阴极与执行电路的上焊头，V5、SP1的一端连接。
控制电路的J1、R6、J2、R7、J3、R3、J4、R5分别与储电电路C3、C2、C1、C4连接。
电源电路是将220VV电压、经变压后，供各电路工作。
继电电路通过微继电器及时间继电器按程序使各个电路间互相配合工作。
触发电路用以触发充电电路及放电电路。
充电电路向储能电路充电。
储电电路是使用大容量电容器贮储电能。
控制电路、使贮储的电量控制在调整值内。
放电电路是将储电电路的电能瞬间释放到执行电路。
执行电路是通过大容量的电能放电使加工件熔接焊固，执行电路另一路通过电磁铁驱动上焊头，达到焊接工作目的。
整个电路的工作原理是合上DZ空气自动开关及AQ开关，按下AT起动按钮，电源经DZ、F3、F4及CJ0、CJ15、16、CJ1至BZ1，BZ3变压器，以及BZ2、电源工作指示灯XD3亮，此时充电电路的整流电路DZ1～DZ4工作，触发电路的两个整流电路(DZ9～DZ12～DZ13～DZ16)也都工作，而继电电路也由电源电路A、B两端供电，若此时将K5合上(选择电驱焊头方式)，同时将充电及放电触发回路的K2、K3合上(预先将控制电路的W1、W2、W3、W4电位器旋至最大，使各充电电路限压于50V)，此时触发信号经R1、R2分压通过K2、CJ15、CJ1-2打开PZ5～PZ8四路可控硅，电源经BZ1变压(100以下)整流后通过PZ5～PZ8向C1～C4电容组正向充电，当各组电容充电达到调整值时(此时调到50V)，各路的控制电路中的可控硅(SCR1～SCR4)打开J1～J4通电，J1～J4触点断开，CJ15断开、充电过程结束。在充电回路上的CJ1-2、CJ1-3作用是当充电未完成时，在碰焊前、能立刻停止充电。此时在V1～V4的电压表上显示出各组电容的储电电压。
当进行碰焊操作时，踏下脚踏23，上焊头24及焊头杆座14随着脚踏23压向下方，当装在焊头杆座14上的PS1接近开关1靠近了感应板9时，RK1动作、CJ1线圈带电CJ1-1、CJ1-4闭合，继电电路CJ5、CJ13、SJ1、CJ10、SJ5、CJ3、CJ11的线圈及触点按程序工作，先使CJ13-1合上，MG3～MG6吸引线圈带电、电磁铁驱动上焊头24往下焊头25压紧工作。随后，延时合上放电电路的CJ10、CJ11触点、触发信号先通过CJ10打开PZ4可控硅、使C4电容组电流通过PZ4、An、工件、Ka、再回到C4负端、对工件实施第一波碰焊、让工件上的氧化物除掉、跟着触发信号再通过放电回路的CJ11、CJ12打开PZ1～PZ3放电可控硅、此时电容组C1～C3电流通过上述三只可控硅、An(上焊头输出端)工件、Ka(下焊头输出端)回到电容组的负端、实施对工件的第二波碰焊，如此实施二波碰焊，能完成一些工件材料在一般碰焊机上碰不牢的工作。若对碰焊性能较好的材料，可将K6合上，所有电容组集中一次放电碰焊。完成放电碰焊后，继电电路的CJ8、CJ9、CJ14、SJ4、CJ5、CJ13的线圈及触点按程序工作，先令放电回路上的C5的电容上的电荷通过CJ8-5、PZ1～PZ4可控硅阴极、及阳极再经CJ8-1～CJ8-4触点回到C5负端，迅速截止放电可控硅。此时放电完毕，控制电路上的J1～J4失电、其触点复位闭合，CJ15触点也闭合，为下一次充电作准备，同时，在放电电路完成对放电可控硅迅速截止后，继电电路按程序断开CJ13-1触点，此时，电磁铁的MG3-MG6吸引线圈失电、电磁铁释放衔铁，上焊头24及焊头杆座14、由拉簧15、18迅速提起，完成一个周期的碰焊工作、当拉簧15、18拉起上焊头24及焊头杆座14时、固定在焊头杆座上的接近开关1也同时向上脱离感应板9，PK1触点断开，CJ1失电、继电电路按程序进入下一个充电周期。
放电电路上的K7是在调校充电电压时使用，而SP1蜂鸣器是当PZ1～PZ4损坏击穿时报警用，CJ16为放电保护元件。
电路与机械的连接在附图的电路图上的继电电路中的接近开关1、(PS1)及2、(PS2)分别安装在附
图1的机械构造示意图上的焊头杆座14及压臂架17上，而附图3电器电路图上的电磁铁吸引线圈3(MG3)；4(MG4)；5(MG5)；6(MG6)分别安装在附
图1的机械部分构造示意图上与十字架杆12相连的电磁铁上。另在附图3电器电路图上的上焊头24输出端7(An)及下焊头输出端8(Ka)分别安装在附
图1机械构造示意图的上焊头24及下焊头25上。
脚踏23固定于脚踏杆22，活动支架21支承着脚踏杆22，当脚踏23向下踏时，脚踏杆22后端将杠杆推动杆20推向上，而杠杆19的另一端压着压臂架17，在压臂16上装有2条拉簧15、18压臂架17上固定一压臂16，压臂16压着焊头杆座14，焊头杆座14装有上焊头24，在上焊头24下方设置下焊头25，上焊头与下焊头装有输出端7、8，而焊头杆座14与一十字连杆12连结，十字连杆12两端装有2条拉簧15、18，十字连杆12带着四个电磁铁衔铁13，电磁铁包括电磁铁磁轭11，电磁铁吸引线圈3、4、5、6，电磁铁衔铁13。在焊头杆座14上固定一接近开关1，接近开关1前方设一可调动的感应板9，在压臂架17上也固定一接近开关2，在此接近开关前方也设一可调动的感应板10，平时，由于压臂架17及十字连杆12的拉簧15、18，将压臂架17连同压臂16及十字连杆12上的衔铁13，及上焊头24拉起，当选用焊头电驱操作方式时、压下脚踏23，杠杆推动杆20被脚踏杆22推向上，杠杆19的一端被推起，另一端将压臂架17压下，而压臂16压下焊头杆座14、与焊头杆座14相连的接近开关1(PS1)靠近感应板9后、电磁吸引线圈3(MG3)；4(MG4)；5(MG5)；6(MG6)通电、迅速将电磁铁衔铁13及相连的上焊头24部件吸下，压着下焊头25与上焊头间的工件，此时储能电容通过放电电路放电、电流由电容正端通过上焊头输出端7、(An)加至工件上再经过下焊头输出端8(Ka)回到电容负端，达到碰焊加工目的。当脚压操作焊头方式时，同样脚踏23被踏下，杠杆推动杆20将杠杆19一端推向上，杠杆另一端压下压臂架17。当压臂架上的压臂16压下焊头杆座14及焊头14，使上、下焊头中的加工件压牢，同时固定于压臂架17上的接近开关2(PS2)已靠近感应板10，此时电路放电，电流由电容正端经上焊头输出端7、(An)加至工件上再经过下焊头输出端8(Ka)回到电容负端，达到碰焊加工目的。
权利要求1.低电压电容储能焊机，包括机壳(26)，脚踏传动施压装置，上、下焊头(24)、(25)，继电电路，电源电路，触发电路，充电电路，储电电路，放电电路，控制电路，执行电路，其特征是脚踏传动施压装置与焊头杆座(14)相固定，焊头杆座(14)在下方垂直固定有上焊头(24)，在水平面上固定的连杆(12)至少与二个以上电磁铁相连接，电源电路通过BZ3次级与触发电路的DZ9至DZ12的桥式整流回路及DZ13至DZ16的另一个桥式整流回路相连，触发电路分压输出通过R1、R2与充电电路的K2、CJ15，CJ1-2，CJ1-1至J1-4至PZ5至PZ8可控硅的触发极相连，充电电路PZ5至PZ8阳极与电源电路的DZ1至DZ4桥式整流回路的正电压输出端连接，电源电路的DZ1至DZ4桥式整流回路负电压端的DZ3、DZ4的正极与触发电路DZ16、DZ15正极，及储电电路的C1至C4电容组负极，V1至V4电压表的一端，以及控制电路的SCR1至SCR4的阴极及执行电路的下焊头(25)，电压表V5及蜂鸣器SP1、开关K7相连接，另电源电路的主回路CJ0接触器常开关与BZ3变压器常开关与BZ3变压器初级并联处与继电电路的RK1两端相连接，触发电路其中一路经R3、R4分压后经放电电路K3、CJ10，CJ12向放电电路的PZ4及PZ1至PZ3触发极相连，充电电路的PZ5及PZ8阴极与以100伏以下的电压充电的储能电容的储电电路C1至C4电容组连接，放电电路的PZ1至PZ4的阳极与储电电路C1至C4电容组连接，另放电电路的PZ1至PZ4阴极与执行电路的上焊头(24)，电压表V5，蜂鸣器SP1的一端连接，控制电路的J1，R6，J2，R7，J3，R8，J4，R5分别与储电电路C3、C2、C1、C4连接。
2.根据权利要求1所述的低电压电容储能焊机，其特征是脚踏传动施压装置是在杠杆(19)的一端通过连杆装置与脚踏(23)相固定，杠杆(19)的另一端与装有复位弹簧的压臂(16)与焊头杆座(14)相固定。
3.根据权利要求1所述的低电压电容储能焊机，其特征是焊头杆座(14)上水平面固定的连杆是十字连杆(12)，十字连杆(12)与机壳之间固定有弹簧(15)。
4.根据权利要求1或3所述的低电压电容储能焊机，其特征是十字加杆(12)的四端共连接着四个电磁铁。
5.根据权利要求1所述的低电压电容储能焊机，其特征是焊头杆座(14)上有接近开关(1)，在接近开关(1)前方有一个感应板(9)。
6.根据权利要求1所述的低电压电容储能焊机，其特征是在压臂架(17)上固定有接近开关(2)，在接近开关(2)前方有一个感应板(10)。
专利摘要本实用新型涉及低电压电容储能焊机,其特征是脚踏传动施压装置与焊头杆座(14)相固定,焊头杆座(14)在下方垂直固定有上焊头(24),在水平面上固定的连杆(12)至少与二个电磁铁相连接,其电路部分有电源电路、触发电路、继电电路、充电电路、储电电路、控制电路、放电电路、执行电路。本实用新型用100伏以下电压向电容器充电储能,舍弃放电变压器,空气压缩机,兼作弧焊机,整机一体化,降低电功损耗,占地少,加工精度高,成本低,生产安全。
文档编号B23K11/26GK2394752SQ9923678
公开日2000年9月6日 申请日期1999年8月4日 优先权日1999年8月4日
发明者杨泽成 申请人:杨泽成, 杨民成