CN2175661Y

CN2175661Y - 钢筋电渣压焊机自动控制装置

Info

Publication number: CN2175661Y
Application number: CN 93241751
Authority: CN
Inventors: 卢振洋; 胡正衡
Original assignee: SCIENCE AND TECHNOLOGY GENERAL Co BEIJING POLYTECHNICAL UNIV
Current assignee: SCIENCE AND TECHNOLOGY GENERAL Co BEIJING POLYTECHNICAL UNIV
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2003-10-14

Abstract

一种钢筋电渣压焊机自动控制装置属于电渣压焊工艺自动化领域，其特征在于：它是数字式定时控制的，其定时环节包含启停控制电路以及相互串联的分频器、采用数字定时的电弧造渣和电渣精炼过程控制电路和电流截止反馈型的带电挤压过程控制电路，其机头升降装置带有钢筋轴心对中调整装置以便适应不同直径钢筋对中的要求。其过程控制在时间上较精确，时间设定是拨码盘式的，也较方便，从而消除了由于时间设定及控制的不精确而对对接接头产生的不良影响。

Description

一种钢筋电渣压焊机自动控制装置属于电渣压焊工艺自动化领域。

申请号为91232163.6，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，控制器由电弧电压和渣池电压的闭环反馈控制环节、延时环节、控制电源和执行机构组成，其延时环节实际上是一个继电器控制的用于电弧造渣、电渣精炼、带电挤压过程之间自动转换用的定时控制电路，依靠调整可变电阻值来调整555芯片的定时时基，其缺点是使定时精度受到影响，对焊接接头产生不良效果。

本实用新型的目的在于提供一种采用数字式定时控制的钢筋电渣压焊机自动控制装置。

本发明的特征在于：其起停控制电路由起停控制继电器（J₁）的线圈、带电挤压过程定时控制继电器（J₆）的常闭触点（J_6－1）、常闭式停止按钮（AN₁）、并联有起停控制继电器（J₁）的常开触点（J_1－1）的常开式启动按钮（AN₂）依次串联而成，其定时控制环节是数字式的，它由分频器（IC₁）、电弧造渣过程定时控制电路、电渣精炼过程定时控制电路和电流截止反馈型的带电挤压过程定时控制电路组成，其中，电弧造渣过程定时控制电路包含了由常闭触点（J_1－4）和阻容分压电路串接而成的门电路以及与后者顺次相串的由二一十进制计数器（IC₂）、反向二极管（D₁₃～D₂₀）、拨码盘（KL₁、KL₂）组成的电弧造渣予置和计数电路及其外围元件，常闭触点（J_1－4）与定时控制环节供电电源的高端相连，阻容分压电路的分压端同时与分频器（IC₁）的输出端和二一十进制计数器（IC₂）的输入端相连，其外围元件由和定时控制环节供电电源高端相连的电阻（R₁₃）、非门（2）和与非门（3）依次串联而成，非门（2）的输入端同时与拨码盘（KL₁、KL₂）的输出端相连，与非门（3）的另一个输入端来自分频器（IC₁）其输出端与二一十进制计数器（IC₂）的复位端相连，电渣精炼过程定时控制电路含有由电渣精炼过程定时控制继电器（J₂）的线圈和开关管（T₃）的集电极串联组成的电子开关电路、由该继电器（J₂）的常闭触点（J_2－2）和阻容分压电路串联组成的门电路以及由二一十进制计数器（IC₄）、反向二极管（D₂₁～D₂8）、拨码盘（KL₃、KL₄）依次串联组成的电渣精炼和予置计数电路及其外围元件，电子开关电路及门电路并联后由定时控制环节供电电源供电，开关管（T₃）的基极经过限流电阻（R₁₄）和非门（4）相串联，非门（4）的输入端与非门（2）的输出端相连，阻容分压电路的分压端与二一十进制计数器（IC₄）的输入端相连，其外围元件由和定时控制环节供电电源高端相连的电阻（R₁₅）、非门（5）和与非门（6）依次串联组成，非门（5）的输入端同时与拨码盘（KL₃、KL₄）的输出端相连，与非门（6）的另一个输入端来自分频器（IC₁），其输出端与二一十进制计数器（IC₄）的复位端相连；带电挤压过程定时控制电路用由电渣精炼一带电挤压过程切换继电器（J₃）的线圈和开关管（T₄）的集电极串联而成的切换电路、由其接入与否受常闭触点（J_3－2）控制的采样电阻（R₂₀）、依次与常闭触点（J_3－2）串接的限流电阻（R₂₀）、反相串接的稳压管（DW₂）、限流电阻（R₂₁）及其基极与稳压管（DW₂）正极相连而集电极串有限流电阻（R₁₇）的开关管（T₅）共同组成的门限电路、电容（C₁₄）、电阻（R₁₈）、反向二极管（D₁₁）依次串联组成的阻容延时电路以及由带电挤压过程定时控制继电器（J₆）、开关管T₆串联而成的继电器电子开关电路构成，反向二极管（D₁₁）的正极同时与电阻（R₁₇）及开关管（T₅）的集电极相连，电容（C₁₄）与电阻（R₁₈）的连接点经过一个相串的非门（8）和电阻（R₁₉）与开关管（T₆）的基极相连，开关管（T₄）的基极与非门（5）的输出端之间串有非门（7）和限流电阻（R₁₆），切换电路、门限电路、阻容延时电路及继电器电子开关电路与电弧电压和渣池电压定值控制环节供电电源的输出端相连；上述定值控制环节由电阻分压及上、下限比较电路及窗口比较电路串联而成，前者含有全波整流器（ZL₃）、与其输出端相连的由可变电阻（W₁）、电阻（R₁）、可变电阻（W₂）、电阻（R₂）依次串接的电阻分压电路、与可变电阻（W₂）依次相串的电阻（R₃）、可变电阻（W₃）、常闭触点（J_3－1）、电容（C₉）和可变电阻（W₄）共同组成的阻容分压电路以及由全波整流器（ZL₄）、电阻（R₄～R₇）、常开触点（J_3－1）共同组成的电阻分压和上、下限比较电路，常开触点（J_3－1）的一端与常闭触点（J_3－1）相连，另一端依次串联了电阻（R₄）、（R₆）后与全波整流器（ZL₄）输出的高端相连，其低端经电阻（R₇）后同时与芯片（IC₃）和定值控制环节供电电源的芯片（7912）的输出端相连，全波整流器（ZL₄）的输入端分别与二极管（D₄）的正极和芯片（IC₃）的输出端相连，电阻（R₄）和（R₆）的连接点同时与定值控制环节供电电路的芯片（7812）的输出端和芯片（IC₃）相连，电容（C₉）同时正、反向并联了两个二极管（D₅）、（D₄）后与芯片（IC₃）的输入端相连，相串联的电阻（W₁）和（R₁）的两端并有常开触点（J_2－1）；窗口比较电路由电阻（R₈～R₁₀）和常闭触点（J_1－3）组成，电阻（R₈）的一端与芯片（IC₃）的输出端相连，另一端同时通过电阻（R₉）与开关管（T₂）的基极，通过电阻（R₁₀）与开关管（T₁）的基极，通过常闭触点（J_1－3）与开关管（T₁）、（T₂）的发射极相连；伺服电机（M）的正、反转控制电路由反转控制继电器（J₄）的线圈、硅开关三极管（T₂）的集电极、锗开关三极管（T₁）的发射极和正转控制继电器（J₅）的线圈串联而成的支路和由反向二极管（D₆）、反向控制按钮（AN₃）、正向控制按钮（AN₄）和反向二极管（D₇）串接而成的支路并联而成，并联电路的两端与定值控制环节供电电源的输出端相连，正、反向控制按钮（AN₃）和（AN₄）的连接点同时与开关管（T₁）、（T₂）的发射极相连，它们的另一端分别与开关管（T₁）、（T₂）的集电极相连，在伺服电机（M）正、反转控制电路和起停控制电路之间并联有由电容（C₁₂）、（C₁₃）和（C₁₀）、（C₁₁）先并后串而构成的并联滤波电容，伺服电机（M）的正反转执行电路由常闭触点（J_4－1）、（J_5－1）、常开触点（J_4－1）、（J_5－1）和与电枢并联的电容（C₁₅）组成，常开触点（J_4－1）、（J_5－1）和常闭触点（J_4－1）、（J_5－1）各自分别串联后都与电枢并联，常闭触点（J_4－1）和（J_5－1）的连接点与该正、反转执行电路供电电源中的全波整流器（ZL₁）输出的低端相连，常开触点（J_4－1）和（J_5－1）的连接点经电阻（R₅₀）后与该整流器（ZL₁）输出的高端相连；另外，上述各电路和环节的供电电源都是变压器分置式的。

使用证明：只要在电弧造渣及电渣精练过程定时控制电路的拨码盘以及电流截止反馈型带电挤压定时控制电路的阻容延时电路上予置好上述三个过程的定时时间就能保证钢筋对焊接头的质量。

为了在下面结合实施例对本实用新型作详尽描绘，现把本文件的附图名称及编号简介如下：

图1：钢筋对焊电渣压焊机自动控制装置的电路原理图；

图2：机头升降装置总装图；

图3：下卡头的部件图。

实施例：

请见图1～3。起停控制电路由起停控制继电器J₁的线圈、带电挤压过程定时控制器J₆的常闭触点J_6－1、常闭式停止按钮AN₁和并联有起停控制继电器J₁的常开触点J_1－1的常开式启动按钮AN₂依次串联而成。当闭合电源开关K₁使变压器B原边得电，其副边分三路向伺服电机执行电路、定值控制环节和数字式定时控制环节供电；再按下常开式启动按钮AN₂后，起停控制继电器J₁得电同时其常开触点J_1－1自锁；其常开触点J_1－2闭合，接触器CJ得电且其常开触点CJ_1－1闭合，接上电焊机380V交流供电电源，使上、下钢筋得电；此时常闭触点J_1－3打开，使窗口比较电路的电阻R₈分别通过限流电阻R₉、R₁₀与硅管T₂和锗管T₁的基极相连以便窗口比较电路向控制伺服电机M正、反转的控制电路输入电弧电压信号。由于电弧造渣和电渣精炼过程所需的时间实现是由拨码盘KL₁、KL₂和KL₃、KL₄分别设定的，带电挤压过程所需的时间是由阻容延时电路事先设定的，因而当起停控制继电器J₁的常闭触点J_1－4打开时，由芯片CD4518构成且带有非门1的分频器IC₁便向用芯片CD4518构成的二一十进制计数器IC₂送入用于定时控制电弧造渣过程的计数脉冲，当电弧造渣过程结束，拨码盘KL₁、KL₂的公共端变为高电位，便通过非门2向与非门3发出负脉冲以锁住电弧造渣定时用的二一十进制计数器IC₂的输入端从而表明电弧造渣过程结束。该负脉冲同时经过非门4使电渣精炼过程控制继电器J₂导通，其常开触点J_2－1闭合，使可变电阻W₁及电阻R₁短接，使得用芯片μA741组成的上下限比较电路的芯片IC₃的输出由电弧造渣过程电压比较信号变为电渣精炼过程的电压比较信号；同时，其常闭触点J_2－2打开，使分频器IC₁向用芯片CD4518构成的用于定时控制电渣精炼过程的二一十进制计数器IC₄输入计数脉冲；当电渣精炼过程结束，拨码盘KL₃、KL₄的公共端变为高电位，便通过非门5向与非门6输入一个负脉冲以锁住二一十进制计数器IC₄的输入端从而表明电渣精炼过程结束；该负脉冲经过非门7使电渣精炼－带电挤压过程的切换继电器J₃得电，其一对常开触点J_3－1动作，使上、下限比较电路的输入端由可变电阻W₃接到电阻R₄，强迫其输入端为正，使硅管T₂及伺服电机反转继电器J₄接通，伺服电机M反转，这是因为：根据电路如图1的连接方法，在电弧造渣及电渣精炼过程中，上、下限比较电路的输入是负的电压信号，相应其输出也是负的，使锗管T₁及伺服电机正转继电器J₅接通，伺服电机M正转，由于电机轴与上钢筋机械连接，故在电机M正转时上钢筋下行以执行电弧造渣及电渣精炼操作。因而一旦电机M反转，上钢筋便上提，但在切换继电器J₃接通瞬间，其常闭触点J_3－2打开，接入采样电阻R₅₀，随着采样电流的增长其电压也上升，一旦采样电压超过门限电路的阀值，三极管T₅导通，非门8的输出端变为低电平。由D₁₁、R₁₈、C₁₄、非门8组成的阻容延时电路便开始带电挤压延时，为时约2～3秒钟左右，延时结束，三极管T₆导通，带电挤压过程控制继电器J₆得电，使其常闭触点J_6－1打开，起停控制继电器J₁失电，整个装置恢复原状。在图1中，伺服电机M的正反转出通过改变常开－常闭触点J_5－1和J_4－1实现的。数字式定时环节的供电电源由整流二极管D₁、D₃、电容C₁～C₄以及芯片7812组成。定值控制环节的供电电源由全波整流器ZL₂、电容C₅～C₈以及芯片7812、7912组成；伺服电机M的供电电源由全波整流器ZL₁供给。C₁₅是无极性电容，作清除电机M正、反转瞬间的峰值电压用。由芯片CD4511构成的二一十进制计数器IC₅及IC₆、电阻R₂₂～R₃₅及发光数码管LED₁、LED₂构成了电弧造渣过程的译码显示器，IC₇、IC₈、电阻R₃₆～R₄₉和发光数码管LED₃、LED₄则构成了电渣精炼过程的译码显示器。在图1中，分频器也由变压器B的副边经过整流二极管D₂后供电，V_＋是电源，非门9、稳压管DW₁、电阻R₁₁、R₁₂是分频器IC₁的外围元件，A和F是采样电阻R₅₀的接入端。另外，本装置的定值控制环节由从G、H两端输入电弧电压的全波整流器ZL₃和电阻、继电器触点及芯片IC₃组成的电阻分压及上、下限比较电路组成，其中由R₃、R₄、W₃、R₆、R₇及全波整流器ZL₄组成的是其中的上下限调整回路，而W₄、R₅则组成其中的回差调整回路。AN₃、AN₄是电机正、反转按钮，它们与D₆组成电机正、反转控制电路。

图2～3是机头升降装置。其中，伺服电机9通过传动丝杠10带动上卡头11上、下运动，它实时调整电弧造渣及电渣精炼过程的工作电压以完成全部焊接过程。下卡头12设计有绝缘套13及钢筋轴心对中调整装置以适应不同直径钢筋的对接。在图3中，14为锁紧螺丝，15为卡具壳体，16为顶紧螺丝，17为夹紧的V型块，它们共同组成了钢筋轴心对中调整装置。当需焊不同直径的钢筋时可稍松锁紧螺丝14，下卡头12即可绕轴心转动以便于上、下钢筋通过顶紧螺丝16和V型块夹紧。

使用证明：本装置对于电弧造渣、电渣精炼及带电挤压三个过程的时间控制比较准确，调整也很方便。

Claims

1、一种钢筋电渣压焊机自动控制装置，包含控制器和机头升降装置，其控制器含有起停控制电路、电弧电压和渣池电压定值控制环节、定时控制环节、电源和伺服电机正、反转控制和执行电路，机头升降装置含有传动机构、上、下卡头及其辅件，其特征在于，其起停控制电路由起停控制继电器(J₁)的线圈、带电挤压过程定时控制继电器(J₆)的常闭触点(J_6-1)、常闭式停止按钮(AN₁)、并联有起停控制继电器(J₁)的常开触点(J_1-1)的常开式启动按钮(AN₂)依次串联而成，其定时控制环节是数字式的，它由分频器(IC₁)、电弧造渣过程定时控制电路、电渣精炼过程定时控制电路和电流截止反馈型的带电挤压过程定时控制电路组成，其中，电弧造渣过程定时控制电路包含了由常闭触点(J_1-4)和阻容分压电路串接而成的门电路以及与后者顺次相串的由二-十进制计数器(IC₂)、反向二极管(D₁₃～D₂₀)、拨码盘(KL₁、KL₂)组成的电弧造渣予置和计数电路及其外围元件，常闭触点(J_1-4)与定时控制环节供电电源的高端相连，阻容分压电路的分压端同时与分频器(IC₁)的输出端和二-十进制计数器(IC₂)的输入端相连，其外围元件由和定时控制环节供电电源高端相连的电阻(R₁₃)、非门(2)和与非门(3)依次串联而成，非门(2)的输入端同时与拨码盘(KL₁、KL₂)的输出端相连，与非门(3)的另一个输入端来自分频器(IC₁)其输出端与二-十进制计数器(IC₂)的复位端相连，电渣精炼过程定时控制电路含有由电渣精炼过程定时控制继电器(J₂)的线圈和开关管(T₃)的集电极串联组成的电子开关电路，由该继电器(J₂)的常闭触点(J_2-2)和阻容分压电路串联组成的门电路以及由二-十进制计数器(IC₄)、反向二极管(D₂₁～D₂₈)、拨码盘(KL₃、KL₄)依次串联组成的电渣精炼和予置计数电路及其外围元件，电子开关电路及门电路并联后由定时控制环节供电电源供电，开关管(T₃)的基极经过限流电阻(R₁₄)和非门(4)相串联，非门(4)的输入端与非门(2)的输出端相连，阻容分压电路的分压端与二-十进制计数器(IC₄)的输入端相连，其外围元件由和定时控制环节供电电源高端相连的电阻(R₁₅)、非门(5)和与非门(6)依次串联组成，非门(5)的输入端同时与拨码盘(KL₃、KL₄)的输出端相连，与非门(6)的另一个输入端来自分频器(IC₁)，其输出端与二-十进制计数器(IC₄)的复位端相连；带电挤压过程定时控制电路用由电渣精炼-带电挤压过程切换继电器(J₃)的线圈和开关管(T₄)的集电极串联而成的切换电路、由其接入与否受常闭触点(J_3-2)控制的采样电阻(R₂₀)、依次与常闭触点(J_3-2)串接的限流电阻(R₂₀)、反相串接的稳压管(DW₂)、限流电阻(R₂₁)及其基极与稳压管(DW₂)正极相连而集电极串有限流电阻(R₁₇)的开关管(T₅)共同组成的门限电路、电容(C₁₄)、电阻(R₁₈)、反向二极管(D₁₁)依次串联组成的阻容延时电路以及由带电挤压过程定时控制继电器(J₆)、开关管T₆串联而成的继电器电子开关电路构成，反向二极管(D₁1)的正极同时与电阻(R₁₇)及开关管(T₅)的集电极相连，电容(C₁₄)与电阻(R₁₈)的连接点经过一个相串的非门(8)和电阻(R₁₉)与开关管(T₆)的基极相连，开关管(T₄)的基极与非门(5)的输出端之间串有非门(7)和限流电阻(R₁₆)，切换电路、门限电路、阻容延时电路及继电器电子开关电路与电弧电压和渣池电压定值控制环节供电电源的输出端相连；上述定值控制环节由电阻分压及上、下限比较电路及窗口比较电路串联而成，前者含有全波整流器(ZL₃)、与其输出端相连的由可变电阻(W₁)、电阻(R₁)、可变电阻(W₂)、电阻(R₂)依次串接的电阻分压电路、与可变电阻(W₂)依次相串的电阻(R₃)、可变电阻(W₃)、常闭触点(J_3-1)、电容(C₉)和可变电阻(W₄)共同组成的阻容分压电路以及由全波整流器(ZL₄)、电阻(R₄～R₇)、常开触点(J_3-1)共同组成的电阻分压和上、下限比较电路，常开触点(J_3-1)的一端与常闭触点(J_3-1)相连，另一端依次串联了电阻(R₄)、(R₆)后与全波整流器(ZL₄)输出的高端相连，其低端经电阻(R₇)后同时与芯片(IC₃)和定值控制环节供电电源的芯片(7912)的输出端相连，全波整流器(ZL₄)的输入端分别与二极管(D₄)的正极和芯片(IC₃)的输出端相连，电阻(R₄)和(R₆)的连接点同时与定值控制环节供电电路的芯片(7812)的输出端和芯片(IC₃)相连，电容(C₉)同时正、反向并联了两个二极管(D₅)、(D₄)后与芯片(IC₃)的输入端相连，相串联的电阻(W₁)和(R₁)的两端并有常开触点(J_2-1)；窗口比较电路由电阻(R₈～R₁₀)和常闭触点(J_1-3)组成，电阻(R₈)的一端与芯片(IC₃)的输出端相连，另一端同时通过电阻(R₉)与开关管(T₂)的基极，通过电阻(R₁₀)与开关管(T₁)的基极，通过常闭触点(J_1-3)与开关管(T₁)、(T₂)的发射极相连；伺服电机(M)的正、反转控制电路由反转控制继电器(J₄)的线圈、硅开关三极管(T₂)的集电极、锗开关三极管(T₁)的发射极和正转控制继电器(J₅)的线圈串联而成的支路和由反向二极管(D₆)、反向控制按钮(AN₃)、正向控制按钮(AN₄)和反向二极管(D₇)串接而成的支路并联而成，并联电路的两端与定值控制环节供电电源的输出端相连，正、反向控制按钮(AN₃)和(AN₄)的连接点同时与开关管(T₁)、(T₂)的发射极相连，它们的另一端分别与开关管(T₁)、(T₂)的集电极相连，在伺服电机(M)正、反转控制电路和起停控制电路之间并联有由电容(C₁₂)、(C₁₃)和(C₁₀)、(C₁₁)先并后串而构成的并联滤波电容，伺服电机(M)的正反转执行电路由常闭触点(J_4-1)、(J_5-1)、常开触点(J_4-1)、(J_5-1)和与电枢并联的电容(C₁₅)组成，常开触点(J_4-1)、(J_5-1)和常闭触点(J_4-1)、(J_5-1)各自分别串联后都与电枢并联，常闭触点(J_4-1)和(J_5-1)的连接点与该正、反转执行电路供电电源中的全波整流器(ZL₁)输出的低端相连，常开触点(J_4-1)和(J_5-1)的连接点经电阻(R₅₀)后与该整流器(ZL₁)输出的高端相连；另外，上述各电路和环节的供电电源都是变压器分置式的。

2、根据权利要求1所述的钢筋电渣压焊机自动控制装置，其特征在于，所述的机头升降装置中的下卡头带有一个对中调整装置。