专利名称：钢筋电渣压力对焊全自动控制装置的制作方法
一种钢筋电渣压力对焊全自动控制装置属于电渣压焊工艺自动化领域。
申请号为94224535.0，名为“钢筋电渣压焊机自动控制装置”的中国实用新型专利公开了一种电渣压焊工艺的自动化装置，它包含控制器和机头升降装置两部分，实现了过程的全自动化并在精度及焊接质量上得到较大提高，对一定范围内钢筋直径的变动及电网电压、焊接电流的波动也有自适应性，但仍存在着控制缆线较多及电机换向驱动的有触点控制等不可靠因素。
本发明的目的在于提供一种采用无触点控制及四芯控制缆线的可靠性更高的钢筋电渣压力对焊全自动控制装置。
本发明的特征在于电源由依次串接的变压器T2、全波整流器、稳压器N1、N2及相应的滤波电容构成，操作控制环节由操作信号发生及控制两个电路构成，前者由以三极管UT1、UT2、电阻R39组成的恒流源、与电阻R39并联且分别由限流电阻R40～R42、钢筋升、降、启动按钮S2、S3、S4相串而成的操作支路、三极管UT1基极与地之间的急停按钮S5、限流电阻R49、R50以及与其相串的输出电阻R27构成，控制电路由与电阻R27相串且并有抗击穿二极管UD23的继电器线圈KR0、正极与其相串的可控硅US3、集电极与前者负极相串的三极管UT10、发射极经电阻R38与前者基极相连而集电极经电阻R35与二极管UD23负极相连的三极管UT9和其输出端经电阻R35与前者基极相连而负输入端经电阻R28与输出电阻R27相接而正输入端既与电阻R27又经电阻R11与继电器线圈KR2常开触点相连的运算放大器1组成的予启动支路、输出端经电阻R21后与三极管UT5基极相连而负、正两个输入端分别经电阻R29、R30和反串的隔离二极管UD24～UD26后并联于电阻R27的运算放大器2组成的钢筋提升控制支路、输出端经电阻R22后与三极管UT4基极相连而负、正两个输入端分别经电阻R31、R32和反串的隔离二极管UD24～UD28后并联于电阻R27的运算放大器3组成的钢筋下降控制支路、输出端经电阻R37后与可控硅US3控制端相连而负、正两个输入端分别经电阻R33和反串的隔离二极管UD24～UD30后并联于电阻R27的运算放大器4组成的启动控制支路、隔离电容C10～C12以及连锁控制二极管UD31～UD33组成；电弧造渣、电渣精炼和带电挤压过程定值控制环节由分频、计数、过程换接电路及电弧电压反馈控制电路组成，前者由以电阻R1、R2、稳压管UD4构成的限幅电路、与稳压管UD4负端相连的整形电路5、输入端与前者输出端和稳压管UD4正端相连的分频电路6组成的分频电路，以其输入端与前者输出端相连的电弧造渣过程脉冲计数电路7、其输入端经隔离二极管UD5～UD12后分别与前者输出端及显示电路输入端相连而输出端经反门8、其一个输入端受分频电路6控制的与非门9后与电弧造渣过程脉冲计数电路7输入端相连的电弧造渣定值控制拨码盘B3、B4组成的电弧造渣过程脉冲计数电路，以其输入端经相互串联的阻容分压电路、继电器KR0的常闭触点KR0-2、电阻R3后与分频电路6的脉冲输入端相连的电渣精炼过程脉冲计数电路10、其输入端经隔离二极管UD13～UD20后分别与前者输出端及显示电路输入端相连而输出端经反门11、其一个输入端受分频电路6控制的与非门12后与电渣精炼过程脉冲计数电路10输入端相连的电渣精炼定值控制拨码盘B1、B2组成的电渣精炼过程脉冲计数电路及用分别与反门8、11输出端相串的另外两个反门13、14、其控制端分别经电阻R7或R10与反门13、14的输出端相连、而负极接地的可控硅US1或US2和一端与前者之一的正极相连而另一端接常开触点KR0-2且并有抗击穿二极管UD21或UD22的继电器线圈KR1或KR2构成的过程换接电路组成，电弧电压反馈控制电路由其输入端与欲对接的两根钢筋C、D相连的桥接电路UR2、其输入端与前者输出端相并的两个相串的可变电阻RP1及RP2、接于稳压器N1的输出端对地之间的由电阻R12、R13、二极管UD34、UD35及电阻R14、可变电阻RP3依次串联组成的分压电路以及作电机正、反转方向和转数电压反馈控制用的运算放大器15、16、17、18组成，其中，控制电机正转方向和转数用的运算放大器15、17的负输入端分别经电阻R17或R18后再经常闭触点KR2与可变电阻RP2的滑动相连，其正输入端分别与二极管UD35的负极和电阻R14、可变电阻RP3的串联接点相连，控制电机反转方向和转数的运算放大器16、18的正输入端分别经电阻R16或R15后再经常闭触点KR2与可变电阻RP2的滑动端相连，其负输入端分别与和电阻R23连接的二极管UD34的正极、或电阻R12与R13的串联接点相连，转数控制运算放大器17、18的输出端相连后经电阻R46与三极管UT3基极相连，正、反转方向控制运算放大器器15、16分别与电阻R21或R22相连；二极管UD34与UD35的串联接点与常闭触点KR0-1相连，可变电阻RP1的两端分别与常开触点KR1相连；电流截止反馈控制环节由串于电机M的主回路的取样电阻R48、输入端与其相并的桥接电路UR1、并于前者输出端的可变电阻RP5、其输入端与前者滑动端相连的光电藕合器19、其基极经前者输出端及电阻R24后与稳压器N1输出端相连、发射极有对地电容C13而集电极经电阻R25、可变电阻RP4组成的分压电路与稳压器N1的输出端相连的三极管UT7以及其基极经电阻R26、稳压管UD36后与前者的发射极相连而集电极与三极管UT10相连的三极管UT8组成；主回路控制电路由与电网并联的用自锁的主回路控制继电器CJ及与其相串的常开触点KR0-3构成(A、B二点)的支路组成；电机正、反转控制与执行环节由变压器T1、以两个其低压端的正极分别经电阻R43或R44、与其相串的电阻R45后与稳压器N1的输出端相连、在正、负两极反接后其负极分别对地接二极管UD38或与三极管UT3集电极相连而高压端分别与变压器T1的高、低压输出端相连的固态继电器SW10、SW9组成的电机转数控制电路、以其输入端与前者输出端相连的由固态继电器SW1～SW8、整流二极管UD39～UD46组成的全波整流式电机换向控制电路、经取样电阻R48并接于前者输出端的电机M、以其集电极分别依次与固态继电器SW1→SW4、SW8→SW5低压端串接的三极管UT5、其集电极分别依次与固态继电器SW4→SW1、SW5→SW8低压端串接的三极管UT4以及从其集电极在通过电阻R19与稳压器N1输出端相连的同时又经二极管UD37、电阻R23、二极管UD47与三极管UT4集电极相连而基极经电阻R17、二极管UD38与三极管UT7集电极相连而其基极经电阻R20与三极管UT5集电极相连的起直流供给作用的三极管UT6组成。
使用证明它达到了预期目的。
为了在下面结合实施例对本发明作详尽描绘，现将本申请文件所使用的附图名称及编号简介如下
图1、2本发明电路的原理图；实施例请见图1～2，全波整流器由二极管UD1～UD3构成。显示电路由用标号21表示的二一十进制转换芯片IC4511、译码器20(RESPACK4)及显示屏19构成。1～4、15～18都由芯片LM324构成，5、8和13、11和14都由芯片40106构成，6、7、10都由两个芯片4518构成，9、12都由芯片4011构成。
其控制过程如下按下启动按钮S4，启动控制用的运算放大器4输出高电平，可控硅US3导通，继电器KR0得电，使常闭触点KR0-1断开，电压反馈控制环节的运算放大器15～18进入工作状态；常闭触点KR0-2断开，分频计数电路工作，此时，由于电渣精炼过程脉冲计数器10的R端不通，故只有电弧造渣过程脉冲计数器7工作。常开触点KR0-3即A、B两端吸合，主回路工作，继电器CJ得电自锁。当计数芯片7的计数数值与拨码盘B3、B4予置数值相符时，反门8输出低电平，使计数芯片7停止计数，反门13输出高电位，可控硅US1导通，继电器KR1得电，前者使计数芯片10的R端接地，使其开始电渣精炼过程的脉冲计数，后者使常开触点KR1闭合，可变电阻RP1短接，使电压反馈给定值与电渣精炼过程的参数相吻合。当计数芯片10的计数数值与拨码盘B1、B2的予置值相等时，反门11输出低电位，计数芯片10停止计数；反门14输出高电位，可控硅US2导通，继电器KR2得电，常闭触点KR2打开，电压反馈控制环节停止工作，启动了停机电路。在电机工作电流超过预定值时，电流截止反馈环节启动，三极管UT7导通，给电容C13充电，当达到稳压管UD36转折电压时，三极管UT8导通，使三极管UT10截止，继电器KR0失电，整个电路停止工作。
操作控制电路的工作过程为当按钮S2～S5都未按下时，仅有较小电流约3mA流过电阻R50、R49及R27，使只有芯片1输出高电平，三极管UT9导通，三极管UT10饱和导通，进入予启动阶段。当按下提升按钮S2时，使流过电阻R27上的电流升为6mA，芯片2输出为高电平，使三极管UT5导通，电机M正转，钢筋上升。当按下下降按钮S3时，使流过电阻R27上的电流达12mA，芯片3的输出为高电平，三极管UT4饱和导通，电机M反转钢筋下降，同时经二极管UD31锁住芯片2，使其输出低电平，防止误动作。当按下启动按钮S4时，流过电阻R27上的电流达15mA，使芯片4输出高电平，可控硅US3导通，继电器KR0得电，整个电路开始启动。同时，经二极管UD32、UD33锁住芯片2及3，防止误动作。按钮S1为按入T1、T2而设的，F1为保险丝。
稳压器N2输出低压9伏，供计数电路使用，其余皆由N1输出的高压12伏供电。
电机正、反转执行和控制环节是这样工作的当三极管UT3在芯片17或18控制下导通时，固态继电器SW9低压端为低压1.2伏，其高压端导通，而固态继电器SW10关断，使电机换向电路输入端与变压器T1输出高压相连，电机转速上升；反之，则转速下降。当三极管UT5在芯片2或15控制下导通时，使固态继电器SW1～SW4打开，SW5～SW8关断，经二极管UD43～UD46整流，电机M正转；当三极管UT4在芯片3或16控制下导通时，使固态继电器SW1～SW4关断，SW5～SW8打开，经二极管UD39～UD42整流后，电机M反转。从而实现了电机的无触点换向。
在运行过程中，电机M的正、反转及转速的高、低由电弧电压反馈控制电路控制。在电弧造渣阶段，电弧电压经整流后由相串的可变电阻RP1、RP2分压后经常闭触点KR2反馈到芯片15～18中的各个输入端以便分别与由电阻R12、R13、二极管UD34、UD35、电阻R14和可变电阻RP3串接的分压电路的各个分压电压比较；在电渣精炼阶段，常闭触点KR1打开，使可变电阻RP1短接，电弧电压整流后由可变电阻RP2分压后再按以上同样方式与各给定电压比较。电渣精炼过程结束，常闭触点KR2打开，电压反馈控制环节停止工作，进入挤压阶段，转为由电流截止反馈控制环节进行自动停机控制。
由此可知，它具有电机可无触点控制其换向以及只有四根电压、电流反馈控制缆线的优点，从而大大提高了可靠性。
权利要求
1.一种钢筋电渣压力对焊全自动控制装置，它包含控制器和机头升降装置，前者含有电源、操作控制环节、电弧造渣、电渣精炼和带电挤压过程定值控制环节、电流截止反馈控制环节、主回路控制电路以及电机正、反转控制和执行环节，后者含有传动机头、上下卡头及其辅件，其特征在于电源由依次串接的变压器T2、全波整流器、稳压器N1、N2及相应的滤波电容构成，操作控制环节由操作信号发生及控制两个电路构成，前者由以三极管UT1、UT2、电阻R39组成的恒流源、与电阻R39并联且分别由限流电阻R40～R42、钢筋升、降、启动按钮S2、S3、S4相串而成的操作支路、三极管UT1基极与地之间的急停按钮S5、限流电阻R49、R50以及与其相串的输出电阻R27构成，控制电路由与电阻R27相串且并有抗击穿二极管UD23的继电器线圈KR0、正极与其相串的可控硅US3、集电极与前者负极相串的三极管UT10、发射极经电阻R38与前者基极相连而集电极经电阻R35与二极管UD23负极相连的三极管UT9和其输出端经电阻R35与前者基极相连而负输入端经电阻R28与输出电阻R27相接而正输入端既与电阻R27又经电阻R11与继电器线圈KR2常开触点相连的运算放大器(1)组成的予启动支路、输出端经电阻R21后与三极管UT5基极相连而负、正两个输入端分别经电阻R29、R30和反串的隔离二极管UD24～UD26后并联于电阻R27的运算放大器(2)组成的钢筋提升控制支路、输出端经电阻R22后与三极管UT4基极相连而负、正两个输入端分别经电阻R31、R32和反串的隔离二极管UD24～UD28后并联于电阻R27的运算放大器(3)组成的钢筋下降控制支路、输出端经电阻R37后与可控硅US3控制端相连而负、正两个输入端分别经电阻R33和反串的隔离二极管UD24～UD30后并联于电阻R27的运算放大器(4)组成的启动控制支路、隔离电容C10～C12以及连锁控制二极管UD31～UD33组成；电弧造渣、电渣精炼和带电挤压过程定值控制环节由分频、计数、过程换接电路及电弧电压反馈控制电路组成，前者由以电阻R1、R2、稳压管UD4构成的限幅电路、与稳压管UD4负端相连的整形电路(5)、输入端与前者输出端和稳压管UD4正端相连的分频电路(6)组成的分频电路，以其输入端与前者输出端相连的电弧造渣过程脉冲计数电路(7)、其输入端经隔离二极管UD5～UD12后分别与前者输出端及显示电路输入端相连而输出端经反门(8)、其一个输入端受分频电路(6)控制的与非门(9)后与电弧造渣过程脉冲计数电路(7)输入端相连的电弧造渣定值控制拨码盘B3、B4组成的电弧造渣过程脉冲计数电路，以其输入端经相互串联的阻容分压电路、继电器KR0的常闭触点KR0-2、电阻R3后与分频电路(6)的脉冲输入端相连的电渣精炼过程脉冲计数电路(10)、其输入端经隔离二极管UD13～UD20后分别与前者输出端及显示电路输入端相连而输出端经反门(11)、其一个输入端受分频电路(6)控制的与非门(12)后与电渣精炼过程脉冲计数电路(10)输入端相连的电渣精炼定值控制拨码盘B1、B2组成的电渣精炼过程脉冲计数电路及用分别与反门(8)、(11)输出端相串的另外两个反门(13)、(14)、其控制端分别经电阻R7或R10与反门(13)、(14)的输出端相连、而负极接地的可控硅US1或US2和一端与前者之一的正极相连而另一端接常开触点KR0-2且并有抗击穿二极管UD21或UD22的继电器线圈KR1或KR2构成的过程换接电路组成，电弧电压反馈控制电路由其输入端与欲对接的两根钢筋C、D相连的桥接电路UR2、其输入端与前者输出端相并的两个相串的可变电阻RP1及RP2、接于稳压器N1的输出端对地之间的由电阻R12、R13、二极管UD34、UD35及电阻R14、可变电阻RP3依次串联组成的分压电路以及作电机正、反转方向和转数电压反馈控制用的运算放大器(15)、(16)、(17)、(18)组成，其中，控制电机正转方向和转数用的运算放大器(15)、(17)的负输入端分别经电阻R17或R18后再经常闭触点KR2与可变电阻RP2的滑动相连，其正输入端分别与二极管UD35的负极和电阻R14、可变电阻RP3的串联接点相连，控制电机反转方向和转数的运算放大器(16)、(18)的正输入端分别经电阻R16或R15后再经常闭触点KR2与可变电阻RP2的滑动端相连，其负输入端分别与和电阻R23连接的二极管UD34的正极、或电阻R12与R13的串联接点相连，转数控制运算放大器(17)、(18)的输出端相连后经电阻R46与三极管UT3基极相连，正、反转方向控制运算放大器器(15)、(16)分别与电阻R21或R22相连；二极管UD34与UD35的串联接点与常闭触点KR0-1相连，可变电阻RP1的两端分别与常开触点KR1相连；电流截止反馈控制环节由串于电机M的主回路的取样电阻R48、输入端与其相并的桥接电路UR1、并于前者输出端的可变电阻RP5、其输入端与前者滑动端相连的光电藕合器(19)、其基极经前者输出端及电阻R24后与稳压器N1输出端相连、发射极有对地电容C13而集电极经电阻R25、可变电阻RP4组成的分压电路与稳压器N1的输出端相连的三极管UT7以及其基极经电阻R26、稳压管UD36后与前者的发射极相连而集电极与三极管UT10相连的三极管UT8组成；主回路控制电路由与电网并联的用自锁的主回路控制继电器CJ及与其相串的常开触点KR0-3构成(A、B二点)的支路组成；电机正、反转控制与执行环节由变压器T1、以两个其低压端的正极分别经电阻R43或R44、与其相串的电阻R45后与稳压器N1的输出端相连、在正、负两极反接后其负极分别对地接二极管UD38或与三极管UT3集电极相连而高压端分别与变压器T1的高、低压输出端相连的固态继电器SW10、SW9组成的电机转数控制电路、以其输入端与前者输出端相连的由固态继电器SW1～SW8、整流二极管UD39～UD46组成的全波整流式电机换向控制电路、经取样电阻R48并接于前者输出端的电机M、以其集电极分别依次与固态继电器SW1→SW4、SW8→SW5低压端串接的三极管UT5、其集电极分别依次与固态继电器SW4→SW1、SW5→SW8低压端串接的三极管UT4以及从其集电极在通过电阻R19与稳压器N1输出端相连的同时又经二极管UD37、电阻R23、二极管UD47与三极管UT4集电极相连而基极经电阻R17、二极管UD38与三极管UT7集电极相连而其基极经电阻R20与三极管UT5集电极相连的起直流供给作用的三极管UT6组成。
2.根据权利要求1所述的钢筋电渣压力对焊全自动控制装置，其特征在于所述的电弧造渣、电渣精炼定值控制环节的显示电路皆由芯片IC4511(21)、译码器RESPACK4(20)及显示屏(19)串联而成。
全文摘要
钢筋电渣压力对焊全自动控制装置属于电渣压焊工艺自动化领域，其特征在于操作控制环节采用了具有钢筋升、降、启、停功能的恒流源型编解码电路，电机正、反转执行环节采用了由固态继电器构成的电机转数和换向控制电路，电弧造渣、电渣精炼及带电挤压各过程间的转换采用了可控硅控制。在一定的钢筋范围内，它不仅不需重新设定参数并可克服焊接电流和电弧电压波动的影响，而且对电机的控制和过程的换接采用无触点控制，其控制缆线的连接也较简单。
文档编号B22F7/00GK1141222SQ9510828
公开日1997年1月29日 申请日期1995年7月26日 优先权日1995年7月26日
发明者卢振洋 申请人:北京工业大学