專利名稱：速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接設(shè)備領(lǐng)域。適用于氣體保護(hù)焊中使用各種規(guī)格有色和黑色金屬焊絲的弧壓送絲裝置。
背景技術(shù)：
送絲裝置是氣體保護(hù)焊設(shè)備中非常重要的一個(gè)輔助機(jī)構(gòu)。隨著對(duì)焊接質(zhì)量和效率的要求不斷提高，對(duì)送絲裝置的要求也越來(lái)越高。送絲速度的均勻程度和送絲穩(wěn)定性直接影響焊接電流的均勻性和焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。尤其是對(duì)把送絲速度作為調(diào)整量的自動(dòng)焊控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，送絲裝置的性能更為重要。送絲機(jī)大體分為線控送絲機(jī)和弧壓送絲機(jī)兩種。線控送絲機(jī)因其有一根多芯電纜和專用氣體保護(hù)焊機(jī)連接，通用性差，在生產(chǎn)和搬運(yùn)過(guò)程中極易造成電纜斷裂等故障，使送絲機(jī)無(wú)法工作。弧壓送絲機(jī)以焊機(jī)的焊接電弧電壓為電源，可與任何類型的焊機(jī)連接，通用性好?？刂齐娐吩诨核徒z中，沒(méi)有多芯電纜，提高了送絲機(jī)的可靠性。目前的弧壓送絲機(jī)均沒(méi)有采用速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，只有電壓反饋PWM脈寬調(diào)制穩(wěn)壓系統(tǒng)給送絲機(jī)直流電機(jī)供電。但弧壓變動(dòng)很大(15 105VDC)，目前弧壓送絲機(jī)的PWM脈寬調(diào)制穩(wěn)壓系統(tǒng)電壓調(diào)整率低，根本無(wú)法穩(wěn)壓，所以送絲不穩(wěn)。另外，當(dāng)送絲過(guò)程中送絲條件發(fā)生變化，如送絲盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻、絲的重量變化、送絲管扭曲增加摩擦力等，使送絲機(jī)送絲速度不穩(wěn)。還有目前的弧壓送絲機(jī)是PWM單極性驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。雖然這種驅(qū)動(dòng)方式電路簡(jiǎn)單，但是可能出現(xiàn)電機(jī)電流斷流現(xiàn)象，電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不好。這些都是速度開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的弧壓送絲機(jī)無(wú)法克服的問(wèn)題。所以這種弧壓送絲機(jī)焊接電流范圍窄(不能用于小電流焊接)，焊接質(zhì)量不高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述技術(shù)缺陷，提供一種速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)。該機(jī)是使用帶速度傳感器的直流電機(jī)送絲機(jī)構(gòu)，將速度變化信息反饋到PWM脈寬調(diào)制電路，通過(guò)雙極性電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而達(dá)到穩(wěn)速的目的。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型采用帶速度傳感器的直流電機(jī)送絲機(jī)構(gòu)，速度傳感器將與電機(jī)速度有關(guān)的頻率或電壓通過(guò)頻率/電壓變換模塊變換成和速度變化有關(guān)的電壓，與調(diào)速信號(hào)混合后通過(guò)電機(jī)軟啟動(dòng)電路送入PWM (脈寬調(diào)制)雙極性驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，完成速度閉環(huán)調(diào)速、穩(wěn)速控制。本實(shí)用新型的速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，包括電機(jī)控制部分和焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分，電機(jī)控制部分包括由直流電機(jī)和速度傳感器組成的送絲機(jī)構(gòu)總成、頻率/電壓變換器模塊、軟啟動(dòng)電路、調(diào)速電路、脈寬調(diào)制雙極性驅(qū)動(dòng)電路，焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分包括焊接弧流開(kāi)關(guān)控制模塊和大電流開(kāi)關(guān)，2T/4T開(kāi)關(guān)電路控制電機(jī)控制部分和焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分。[0009]其中，直流電機(jī)和速度傳感器組成的送絲機(jī)構(gòu)總成中電機(jī)包括直流電機(jī)和印刷電機(jī)。其中，直流電機(jī)和速度傳感器組成的送絲機(jī)構(gòu)總成中速度傳感器包括光柵傳感器和電磁傳感器。其中，焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分中的大電流開(kāi)關(guān)包括大電流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和接觸器。本實(shí)用新型的焊接弧流開(kāi)關(guān)控制模塊，具有通過(guò)焊槍開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)控制模塊適時(shí)接通和延時(shí)(可調(diào))切斷焊接電流功能，能有效封波削球。本實(shí)用新型具有2T/4T開(kāi)關(guān)控制功能，所述2T/4T開(kāi)關(guān)控制模塊是由數(shù)字電路組成的。能靈敏、可靠、適宜的控制電機(jī)，焊接弧流和氣體通斷并保證相應(yīng)的時(shí)序。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:能夠達(dá)到送絲速度均勻、平穩(wěn)、無(wú)級(jí)可調(diào)。有電機(jī)可調(diào)軟啟動(dòng)速度和時(shí)間。有盡可能短的送絲停止時(shí)間和可調(diào)的弧流切斷延時(shí)，可有效封波削球?？?T/4T開(kāi)關(guān)控制送絲機(jī)，焊接電流范圍寬(小電流可達(dá)80A)。

附圖為本實(shí)用新型電路方框圖和各部分示意圖及部分時(shí)序圖。圖1，本實(shí)用新型速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)方框圖圖2，本實(shí)用新型頻率/電壓變換模塊中的頻率變換電路示意圖圖3，本實(shí)用新型雙極性驅(qū)動(dòng)電路示意圖
圖4，本實(shí)用新型電機(jī)軟啟動(dòng)電路示意圖圖5，本實(shí)用新型2T/4T開(kāi)關(guān)控制模塊示意圖圖6，本實(shí)用新型電機(jī)停止和弧流延時(shí)切斷時(shí)序圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型速度閉環(huán)弧壓送絲機(jī)包括電機(jī)控制部分和焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制兩部分。圖1是系統(tǒng)方框圖。分別闡述如下:直流電機(jī)9和速度傳感器2組成的送絲機(jī)構(gòu)總成，速度傳感器產(chǎn)生與速度有關(guān)的頻率信號(hào)f送入頻率/電壓變換器模塊3，變換為與速度有關(guān)的電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)軟啟動(dòng)電路4和調(diào)速電路5 (Wl可調(diào)整軟啟動(dòng)時(shí)間，W2為調(diào)速電位器)，送入PWM(脈寬調(diào)制)雙極性驅(qū)動(dòng)電路8驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。以上組成速度閉環(huán)控制直流電機(jī)的電機(jī)控制部分。焊接弧流開(kāi)關(guān)控制模塊6和大電流開(kāi)關(guān)7組成焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分，調(diào)整W3可調(diào)整延時(shí)關(guān)斷焊接弧流時(shí)間，可達(dá)到封波削球的目的。這兩部分均受2T/4T開(kāi)關(guān)控制模塊I控制。本實(shí)用新型中的頻率/電壓變換器模塊3具體電路如圖2所示。速度傳感器產(chǎn)生與速度有關(guān)的頻率信號(hào)f通過(guò)Cl和Rl組成的微分電路，形成窄脈沖觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)態(tài)電路輸出隨速度變化占空比亦變化的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)W1、Cl就成為與速度有關(guān)的電壓信號(hào)。本實(shí)用新型中的雙極性驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。極性相反的PWM信號(hào)控制上下橋臂的功率管V1、V2。VD1，VD2為續(xù)流二極管。通過(guò)V1、V2功率管的分別通斷來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。[0025]本實(shí)用新型中的軟啟動(dòng)電路如圖4所示。由Wl和Cl組成RC延時(shí)電路，調(diào)整Wl可調(diào)整延時(shí)時(shí)間。通過(guò)Al經(jīng)過(guò)R3可定時(shí)調(diào)整PWM電路，及可定時(shí)軟啟動(dòng)電機(jī)。本實(shí)用新型中的2T/4T開(kāi)關(guān)電路如圖5所示。K2為焊槍開(kāi)關(guān)，Kl為2T/4T開(kāi)關(guān)。當(dāng)Kl打到I位置為4T狀態(tài)，當(dāng)Kl打到2位置為2T狀態(tài).DlSD觸發(fā)器。在4T狀態(tài)，K2信號(hào)通過(guò)Dl輸出。在2T狀態(tài)，K2信號(hào)直接輸出。圖5是電機(jī)送絲部分和焊接弧流開(kāi)關(guān)控制部分時(shí)序圖。曲線I是電機(jī)送絲部分，曲線2焊接弧流開(kāi)關(guān)控制部分。t2，t 3是兩部分間的延時(shí)時(shí)間。以上所述僅為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施 而已，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆為本實(shí)用新型專利范圍所函蓋。
權(quán)利要求1.一種速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，包括電機(jī)控制部分和焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分，其特征在于，所述電機(jī)控制部分包括由直流電機(jī)和速度傳感器組成的送絲機(jī)構(gòu)總成、頻率/電壓變換器模塊、軟啟動(dòng)電路、調(diào)速電路、脈寬調(diào)制雙極性驅(qū)動(dòng)電路，所述焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分包括焊接弧流開(kāi)關(guān)控制模塊和大電流開(kāi)關(guān)，2T/4T開(kāi)關(guān)電路控制所述電機(jī)控制部分和焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，其特征在于直流電機(jī)和速度傳感器組成的送絲機(jī)構(gòu)總成中電機(jī)包括直流電機(jī)和印刷電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，其特征在于直流電機(jī)和速度傳感器組成的送絲機(jī)構(gòu)總成中速度傳感器包括光柵傳感器和電磁傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，其特征在于所述焊接弧流、氣體開(kāi)關(guān)控制部分中大電流 開(kāi)關(guān)包括大電流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和接觸器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，其包括帶速度傳感器的直流電機(jī)送絲機(jī)構(gòu)，頻率/電壓變換模塊，PWM雙極性電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，焊接弧流開(kāi)關(guān)控制電路，電機(jī)軟啟動(dòng)電路，調(diào)速電路，2T/4T開(kāi)關(guān)電路。本實(shí)用新型速度閉環(huán)控制弧壓送絲機(jī)，能夠達(dá)到送絲速度均勻、平穩(wěn)、可調(diào)。具有可調(diào)軟啟動(dòng)電機(jī)速度和時(shí)間功能。具有盡可能短的送絲停止時(shí)間和可調(diào)的弧流切斷延時(shí)，可有效封波削球。具有2T/4T開(kāi)關(guān)控制送絲機(jī)。
文檔編號(hào)B23K9/095GK203124912SQ201220143359
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者徐申慶, 曹義浩, 張勇, 趙彥超 申請(qǐng)人:北京航天長(zhǎng)勝機(jī)電設(shè)備有限公司