PT81968B - Circuito de comando da corrente de um tranformador de soldadura - Google Patents

Circuito de comando da corrente de um tranformador de soldadura Download PDF

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Description

CIRCUITO DE CDMALDS DA CORRENTE.....DE..UM
TRANSFORMADOR DE SOLDADO'A
A presente invenção refere-se a um circuito de comando de acordo ccm □ preâmbulo da reivindicação 1.
\
Tais circuitos de comando servem para □ controlo do contacto entre as pinças de soldadura, a fim de sú ligar a corrente intensa de soldadura quando existir um contacto correcto entre as pinças de soldadura e as peças a soldar. Até agora utilizaram-se os processos seguintes:
1. Um controlo mecânico de posição e uma detecção da posição das pinças de soldadura. Devido as grandes tolerâncias dimensionais da peça em curso de fabrico, não pode deste modo obter-se uma informação inequívoca rslativamente ao estabelecimento do contacta.
2. A pressão hidraúlioa no cilindro de elevação exercida pelas pinças de soldadura na peça em curso de fabrico
e que acciona as pinças de soldadura é utilizada para a determinação do estabelecimento do contacto e para a ligação da cor· rente de soldadura* Mas isso exige uma pressão constante muito precisa do ar comprimido de accionamento e, sobretudo, o accionamento por ar comprimido. Isso limita o âmbito de utilização,
3, Aplicam-se ãs pinças uma tensão alternada (50 Hz) através do transformador de soldadura, de modo que, quando se verifica o contacto das pinças, gera-se uma corrente secundária, cujo valor ê apenas uma fracção da corrente de soldadura, Mas uma tal disposição exige uma intervenção no comando da corrente. A frequência baixa provoca além disso uma tradução lenta da condição de ligação.
A presente invenção tem por objecto proporcionar um circuito de comando de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 que evita os inconvenientes da técnica actual indicados e torna possível a determinação simples, precisa e fiável do esta beiecimento de contacto, que é independente das tolerâncias dimensionais da peça em curso ds fabrico e da pressão de accionamento do mecanismo de accionamento das pinças de soldadura, não sendo influenciado o comando da corrente de soldadura.
Segundo a presente invenção este objectivo é atingido com as características descritas na parte de caracterização da reivindicação 1, As reivindicações secundárias descrevem variantes aperfeiçoadas da presente invenção.
Descreve-se a seguir uma forma de realização da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:
A fig. 1, uma ilustração esquemática da constituição de um circuito.
A fig. 2, um esquema eléctrico de pormenor de um circuito.
A tablete 1 é uma lista dos componentes electrónicos usados no circuito da fig. 2.
Na fig. 1 está representado, do lado esquerdo, ; um alimentador de corrente de 50 Hz (15) que, juntamente com um enrolamento primário (14), forma o circuito primário (13) do transformador da soldadura (14,6), fazendo □ enrolamento secunt dário (6) parte do circuito secundário (2) do transformador de soldadura» Em sárie com o circuito primário (13) está ligado um circuito de interrupção, sob a fórmula de uma válvula (8), que „ comanda a corrente quê passa pelo enrolamento primário (14) e
j portanto a corrente de soldadura»
Através do enrolamento secundário (6) passa a
·. corrente de soldadura, no interior do circuito secundário (2), através da uma bobina de indução de alta frequência (7) e do enrolamento secundário de um transformador de alta frequência (16), Em paralelo com este lacete de corrente de soldadura (2), ‘ estão colocadas as pinças de soldadura (4) e (5), que estabele» cem cada uma o contacto com uma peça (11) ou (12), respectivamente, sendo essas peças as que se pretende soldar uma com a outra» A tensão alternada de alta frequência induzida pelo transformador-de alta frequência (16), faz, por intermédio das pinças de soldadura (4) e (5), passar uma corrente pelas peças (11) e (12), quando se fechar este circuito de corrente. A bo‘. bina de indução da alta frequência (7) impede então a passagem de uma corrente de alta frequência através do enrolamento secundário (6) do transformador de soldadura (14,6), enrolamento primário do transformador de alta v· frequência (16) está ligado em série com um circuito de medição r
(3), estando um gerador de alta frequência (1), por exemplo um oscilador de alta frequência, ligado em paralelo com este lacete de corrente de alta frequência resultante do enrolamento pririá rio do transformador de alta frequência (16) e do circuito de medição (3)· circuito de medição (3) mede a queda de tensão de alta frequência no transformador de alta frequência (16) e portanto nas pinças de soldadura (4,5) e transforma esta queda de tsnsão numa tensão contínua proporcional. Esta tensão contínua é levada a um comparador (9), que compara esta tensão com uma tensão de referencia fornecida por uma fonte de tensão de referencia (10). Se a tensão contínua fornecida pelo circuita de medição (3) descer abaixo deste valor preajustado, o sinal diferencial fornecido pelo comparador liga a válvula (Θ) que fecha o circuito primário (13), de modo que pode passar a corrente de soldadura*
Na fig. 2 estão representados pormenores do circuito que realiza o esquema de princípio representado na fig. 1<
Pode aqui ver-se também o alimentador de corrente de 50 Hz (15), que está ligado com o circuito primário (13) do transformador de soldadura (14,6), estando a válvula (8) ligadaem série nesse circuito» 0 enrolamento secundário (6) do transformador de soldadura faz parte do circuito secundário (2), juntamente com o enrolamento secundário do transformador de alta frequência (16) forma o circuito secundário (2). Neste circuito secundário (2) está inserida uma impedancia de alta frequencxa (7) sob a forma de um núcleo de ferrite, podendo ver—se ligadas em paralelo neste circuito as duas pinças de soldadura (4) e (5), cada uma das quais está em contacto com uma das peças a soldar respectiva. Pode além disso ver-se o gerador de alta frequência (1), indicando-se na tabela 1 os componentes que
dos circuitos com os símbolos usados no esquema e com os valores respectivos, a fim de dar os seus significados e dimensionamento· Sao componentes essenciais um circuito transistorizado e um circuito NAND triplo. Prevêm-se igualmente em locais apropriados resistências e condensadores. Deve chamar-se a atenção para o facto da, por uma questão de simplificação, haver alguns valores das capacidídes designadas apenas por um £, em vez de pF, como seria mais exacto.
Pode ver-se na fig.
igualmente a construção
menorizada do circuito de medição (3), A parte nuclear e essen cial é um amplificador operacional com dois contactos de entrada (c) e (d), que estão ligados, através de resistências, condensadores, e em especial de dois díodos rectificadores coloca dos em cada uma das entradas do amplificador operacional, ao transformador (16) e simultaneamente ao gerador de alta frequência (1)»
A saida do circuito de medição (3) está ligada ao comparador (9), cujo componente principal á mais uma vez um amplificador operacional, com duas entradas (e) e (f). Ambas as entradas estão também ligadas a uma fonte de tensão de referencia (10).
A saida do comparador (9) está ligada com □ circuito de interrupção (Θ), cujo componente principal é um relé de lamina magnética de Hamlin especial. As letras (g), (i) e (h) designam aqui posições de contacto eléctrico determinadas.
contacto (a) do circuito representado na fig. 2 representa o terminal de ligação do circuito do transformador (16) que está ligado com o cirduito de medição (3), com o polo positivo de uma fonte de tensão contínua de 24 V, sendo essa ligação feita através de um fusível (M) de 0,25 A, enquanto □
outro contacto do referido circuito está ligado, através de um condensador de 1 yjF e de um díodo de Zener de 12 V, com o polo negativo (b) da referida fonte de tensão contínua. De preferência, trata-se aqui da fonte de tensão contínua já existente na cabeça de um robo industrial, com a qual se alimentam usualmente diversas unidades construtivas. Portanto, o circuito é constituído de forma tal que está adaptado à ligação de uma fonte de tensão contínua de 24 V deste género já existente e qua não necessita de qualquer outra fonte de tensão adicional diferénte do sector de alimentação de 50 Hz. Esta tensão contínua & ligada por exemplo através do fusível (M) de 0,25 A, ao condensador de entrada de 10jjF do circuito de regulação. Os circuitos lógicos e de tratamento dos sinais são alimentados através de um regulador de tensão fixa (J 812), com um condensador seguinte de filtragem de 10yjF, com 12 V de tensão contínua. Apenas a corrente de alta frequência é retirada directamente do condensador de entrada de 10a fim de evitar retro acções sobre o processamento dos sinais.
Também as portas CMOS e o comparador (9) são bloqueados com condensadores de 0,1 yjF.
- 0 gerador de alta frequência (1) contém, de acor do com o exemplo de realização representado na fig. 2, duas portas NAND CMOS 4093 que juntamente com a célula RC de 1 K-fL, 2 K JTL, 680 pF, formam um gerador de onda quadrada de 500 KHz. Uma terceira porta NAND comanda, através da célula RC limitadora de corrente e enformador dos flancos dos impulsos, constituída pela resistência de 1 κΛ e o condensador de 10 nF, o circuito de Darlington, com os componentes BC 337, MJ1 243 e a resistência de 100_Í2.» A resistência de 270Sl, 2W serve para a limitação de corrente e o condensador de 24 nF para melhorar a forma dos flancos dos impulsos. 0 transformador (7) representa uma impedãncia elevada para as frequências ou, no caso do
contacto entra as pinças de soldadura, um curtocircuito
A seguir descreve-se em pormenor o funcionamento do circuito de medição (3) segundo a fig. 2. A tensão de alta frequência é fornecida, com filtragem, através de urrt condensador de acoplamento de 1juF a um rectificador de onda completa, constituído pelos componentes 1 N 4148, lOOJT. , 330 pF, 1 Κ-Π-, 8 sofre uma limitação de amplitude, através do componente ZD, 12V. 0 ponto médio do rectificador de onda completa tem a tensão ajustada de 6,2 V (componentes ZD,6V e 2,10 juF) . No condensador de filtragem de 330 pF, resulta portanto uma tensão diferencial dependente da amplitude. I um factor de amplificação nal NE 553B, e é filtrada ou 1 Κ-Π. , 10 nF)·
Esta tensão contínua é amplificada com igual a 2 pelo amplificador operacioi (ver os componentes 200 Κ-Π- /100 K-fL o comparador (9) é constituído essenLM 331. Este componente compara a a saisra
4007
A
Na fig. 2, cialmente pelo componente tensão contínua com a tensão de referencia ajustada (component'es I KJX, 10yiF). P or variação do limiar de comutação, da do comparador torna-se de nnível baixo” □ relé HE 721 C12 op e o díodo luminescente LED, 1 K _ÍL acende-se. 0 díodo IN protege o comparador contra as tensões induzidas negativas, saída do relé fica disponível como comutador sem potencial, para as funções de comando ulteriores»
A Tabela 1 dá uma lista dos componentes usados no exemplo de realização segundo a fig. 2. Por uma questão de simplicidade, todas as resistências estão aqui designadas por (R)» o potenciómetro por (P), os condensadores por (C), os díodos por (D), os díodos luminescentes por (LED), os transístores por (T), os rçguladores por (IC), o relé por (K), o fusível por n (F), o transformador por (U). Todos os componentes de um mesmo tipo tem uma numeração seguida. Na fig. 2, por uma questão de í
tu-
simplificação, apenas estão indicados os çÕes de tipo destes componentes· valores ou as designa·
TABELA 1
Controlo do estabelecimento do contacto das pinças de soldadura
RI Resistência de camada metálica 2 K 1 3,25 W
R2 n II n It 1 K It
R3 B n It it 1 K tt
R4 it n It It 100 R tt
R5 Resistência de fio 270 R 2 W
R6 n de camada metálica 100 R 0,25 W
R7 tt It n tt 100 R tt
RS tt tt n Η 100 K it
R9 tt tt n II 10 K tt
RIO tt n it tt 1 K tt
Rll n it It 100 K II
R12 » n n tt 200 K n
R13 It It It It 100 K tt
R14 It n n tt 200 K It
R15 n It w tt 1 K tt
R16 It w tt n 1 K tt
PI Potencidmet ro rotativo 10 K 0,75 W
Cl Tantalo electrolftico lOyuf 35 V
C2 » η 10 yu :F 35 V
È i
©ST
F k· &
&
Γ fe·!
#r
C3 Condensador de cerâmica 600 pF 50
C4 II HM 100 nf M
C5 H MM 10 nF n
C6 H HM 1 yiF M
C7 II MN 330 pF W
CB M MH 330 pF M
C9 Tântalo electrolítico 10 yiF 35
CIO Condensador de cerâmica 10 nF 50
Cll Tântalo elctrolítico 10 yiF 35
C12 Condensador de cerâmica 10.0 nF 50
C13 w w n 6,B nF 50
BI Díodo Zener ZD 12V 0,25 W
D2 Díodo 1N4148
D3 Díodo 1Ν414Θ
D4 Díodo Zener ZD 6,2V 0,25 W
05 IN 4007
LED Díodo luminescenta vermelho
TI Transístor BC 337
T2 Transístor MJE 243
IC1 Regulador de tensão MC 7812
IC2 NAND quádruplo MC 14093
IC3 Amplificador operacional NE 5538
IC4 Comparador LM 311
Kl Relé de lâmina magnética HAMLIN He 721C12
Fusível Μ 0,25 A
* Ferrite 2xU37/15~3CB
η u Transformador RM6-Niícleo em concha/N25Q
NI = N2 = 35 0 = 0,3 mm

Claims (1)

  1. Circuito de comando da corrente (50 Hz) de um transformador de soldadura, de preferencia de um transformador de soldadura integrado num robo industrial, com duas pinças de soldadura (4,5), sendo uma delas (4) aplicada a uma (11) das peças (11,12) a soldar uma contra a outra e estando a segunda (5) aplicada à segunda peça (12) para desencadear a operação de soldadura, com um dispositivo para determinar automaticamente o contacto da segunda pinça de soldadura (5) com a segunda peça (12), bem como um alimentador da corrente (15) do transformador de soldadura (14,6), caracterizado por compreender:
    a) um gerador de alta frequência (50D Khz) (1), de preferência sob a forma de um oscilador, para alimentar o circuito secundário (2) do transformador de soldadura com corrente de medição,
    b) um medidor de impedãncia (3) para a medição de impedancias de alta frequência, substancialmente isento de potencial, directament8 nas duas pinças de soldadura (4,5) montadas em paralelo com o enrolamento secundário (6) do transformador de soldadura,
    c) uma impedancia adicional (7) para aumentar nitidamente a impedancia de circuito secundário (7) do transformador de soldadura para as altas frequências (500 KHz) mantendo substancialmente invariável a impedãncia para a corrente de soldadura, a qual está montada no enrolamento secundário (6) e em paralelo com as pinças de soldadura (4,5), de preferencia sob a forma de um núcleo de ferrite coloca do em torno dos fios da corrente secundária e da corrente de soldadura, e que actua como bobina de indução de alta frequência,
    d) um circuito de interrupção (B) da corrente de soldadura,
    e) um comparador (9), que compara a queda de tensão de alta frequência (500 KHz) nas pinças de soldadura (4,5) com uma tensão com um valor de limiar ajustado, fornecido por uma fonte de tensão de referência (10), e fornece um sinaí. de disparo para a soldadura (50 Hz) das duas peças (11,12' para o circuito de interrupção (8) apenas para um sinal diferencial correspondente ao contacto completo entre a segunda pinça de soldadura (5) e a segunda peça (12)»
    - 2S -
    Circuito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se usar como alimentador a fonte de tensão contínua (24 V) prevista na cabeça do robô industrial e que é proporcionada por um regulador de tensão constante de 12 V.
    - 3“ -
    Circuito de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o gerador de alta frequência (1) estar ligado em paralelo a um lacete de corrente de alta frequência formado pelo circuito de medição (3) e o enrolamento primária de um transformador (16), cujo enrolamento secundário faz parte do circuito secundário (2) do transformador de soldadura sob a forma de um lacete do transformador de soldadura (2j6,7j, com o qual estão ligadas em paralela as duas pinças de soldadura (4,5) que devém contactar uma com a outra, comandando o gerador de alta frequência (500 KHz) um transístor de comutação (Darlington) (com 500 KHz) de maneira tal que se aplica ãs pinças de soldadura (4,5), através de uma resistência de carga e um transformador (16), uma tensão rectangular (de 24 V)· „ 4« _
    Circuito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, para avaliar a amplitude da tensão de alta frequência esta ser levada, através de um condensador a um circuito rectificador de onda completa com filtragem, por a diferença de amplitude obtida, de preferência depois de uma outra amplificação, ser filtrada, ser comparada com o valor de limiar preajustado fornecido pela fonte de tensão de referência (10) e por o comparador (9), quando se descer a baixo de, ou se subir acima de um sinal diferencial predeterminado, fornecer um sinal de disparo ao circuito de interrupção (8) para desencadear a passagem da corrente de soldadura.
    Circuito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o comparador (8) accionar um indicador de díodos luminescentes e um relé,
    - 6e -
    Circuito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o comparador (9) accionar um indicador de díodos luminescentes, um acoplador óptico e um transístor (com o colector em circuito aberto).
    Foram inventores E*-Ing. JBrg Ladeburgj Dipl. Ing. Robert Beckerj Bernhard Dreymann; Dipl. Ing. Thomas Ganslerj E.-Meister Robert Ulrichj E.-Meister Paul Wahrenbruchj e Dipl. Ing. Dr. Reinhard Balser.
    A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi depositado na República Federal Alema em 7 de Fevereiro de 1985, sob □ ηδ. P 35 04 159,5.
PT81968A 1985-02-07 1986-02-05 Circuito de comando da corrente de um tranformador de soldadura PT81968B (pt)

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