RU40112U1 - CONTROL WELD CONTROLLER - Google Patents

CONTROL WELD CONTROLLER

Info

Publication number
RU40112U1
RU40112U1 RU2004113479/22U RU2004113479U RU40112U1 RU 40112 U1 RU40112 U1 RU 40112U1 RU 2004113479/22 U RU2004113479/22 U RU 2004113479/22U RU 2004113479 U RU2004113479 U RU 2004113479U RU 40112 U1 RU40112 U1 RU 40112U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
input
block
output
voltage
Prior art date
Application number
RU2004113479/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Устюжанин
К.В. Устюжанин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "КОТУСТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "КОТУСТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "КОТУСТ"
Priority to RU2004113479/22U priority Critical patent/RU40112U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU40112U1 publication Critical patent/RU40112U1/en

Links

Abstract

1. Область применения1 area of use

Заявляемое устройство применяется в контактной сварке в качестве устройства управления тиристорным контактором в машине контактной сварки. Помимо функции управления тиристорами контроллер несет функции контроля параметров качества сварки. Контроллер применяется совместно с тиристорным контактором (типа КТ-11УХЛ4, КТ-12УХЛ4 или аналогичным) и устанавливается в сварочной машине точечной сварки (например, МТ-2202-2 и т.п.).The inventive device is used in resistance welding as a control device for a thyristor contactor in a resistance welding machine. In addition to the thyristor control function, the controller also has the function of controlling the quality parameters of welding. The controller is used in conjunction with a thyristor contactor (type KT-11UHL4, KT-12UHL4 or similar) and is installed in a spot welding machine (for example, MT-2202-2, etc.).

2. Описание конструкции2. Description of the design

Контроллер контактной сварки можно разделить на 5 блоков (см фиг. 1). На схеме:The resistance welding controller can be divided into 5 blocks (see Fig. 1). In the diagram:

1 - входные каскады, 2 - алфавитно-цифровой индикатор, 3 - микроконтроллер (однокристальная микро-ЭВМ), 4 - клавиатура, 5 - выходные каскады.1 - input cascades, 2 - alphanumeric indicator, 3 - microcontroller (single-chip micro-computer), 4 - keyboard, 5 - output cascades.

На входные каскады (1) поступают сигналы со сварочной машины: напряжение с электродов, напряжение с датчика тока. Блок (1) выполняет функции адаптации входных электрических сигналов для блока (3). Также на блок (1) поступает синхронизирующее напряжение, представляющее собой просто переменное напряжение с частотой сети 50 Гц. Блок (1) соединен с входами АЦП блока (3).The input stages (1) receive signals from the welding machine: voltage from the electrodes, voltage from the current sensor. Block (1) performs the functions of adapting the input electrical signals for block (3). Also, a synchronizing voltage is supplied to block (1), which is simply an alternating voltage with a network frequency of 50 Hz. Block (1) is connected to the inputs of the ADC block (3).

На индикатор (2) выдаются текстовые сообщения и значения параметров сварки, получаемые от микроконтроллера (3). В качестве интерфейса связи выступает между (2) и (3) выступает 8-разрядная параллельная шина данных. В качестве индикатора использован алфавитно-цифровой индикатор размерностью 2 строки по 16 символов.The indicator (2) gives text messages and the values of the welding parameters received from the microcontroller (3). An 8-bit parallel data bus acts as a communication interface between (2) and (3). As an indicator, an alphanumeric indicator with a dimension of 2 lines of 16 characters is used.

Микроконтроллер (3) управляет работой блоков (2), (4), (5).The microcontroller (3) controls the operation of units (2), (4), (5).

Блок (4) представляет собой 16-клавишную. Клавиатура подключается к микроконтроллеру (3) с использованием той же 8-разрядной шине, что и индикатор (2).Block (4) is a 16-key one. The keyboard is connected to the microcontroller (3) using the same 8-bit bus as the indicator (2).

Выходные каскады (5) представляют собой усилительные каскады на мощных транзисторах и соединены с маломощными выходами микроконтроллера (3). Сигналы с выхода (5) подаются далее на исполнительный механизм сварочной машины (пневмоклапан) и импульсный трансформатор тиристорного контактора.The output stages (5) are amplification stages on powerful transistors and are connected to low-power outputs of the microcontroller (3). The signals from the output (5) are then sent to the actuator of the welding machine (pneumatic valve) and the pulse transformer of the thyristor contactor.

Блоки (1)-(3)-(5) образуют цепь обратной связи для контроля и регулирования параметров сварки.Blocks (1) - (3) - (5) form a feedback circuit for monitoring and regulating welding parameters.

Блок микроконтроллера (3) можно также подвергнуть декомпозиции, таким образом получается следующая схема (фиг. 2).The microcontroller unit (3) can also be decomposed, thus obtaining the following circuit (Fig. 2).

На схеме: 6 - блок АЦП (аналогово-цифрового преобразования) напряжения с электродов; 7 - блок АЦП напряжения с датчика тока; 8 - блок АЦП напряжения синхронизации; 9, 10, 11 - таймеры, обеспечивающие выдержку времени (сжатия, сварки и опрессовки соответственно); 12 - блок регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы; 13 - блок подсчета значения среднего тока; 14 - блок управления клавиатурой и педалью; 15 - система управления клапаном; 16 - система управления фазой тиристоров; 17 - счетчик отработанных устройством полуволн тока и устройство подачи измерительного импульса; 18 - блок управления дисплеем.On the diagram: 6 - block ADC (analog-to-digital conversion) voltage from the electrodes; 7 - block ADC voltage from the current sensor; 8 - block ADC synchronization voltage; 9, 10, 11 - timers that provide time delay (compression, welding and crimping, respectively); 12 - unit for recording voltage values and calculating the control phase; 13 is a block for calculating the average current value; 14 - keyboard and pedal control unit; 15 - valve control system; 16 - thyristor phase control system; 17 - counter worked out by the device half-wave current and a device for supplying a measuring pulse; 18 is a display control unit.

Следует отметить, что приведенная схема расположена в микроконтроллере и связи между блоками реализованы в виде 8-разрядной шины микропроцессора и регистров.It should be noted that the above circuit is located in the microcontroller and the communication between the blocks is implemented as an 8-bit microprocessor bus and registers.

Некоторые из блоков (6-18) реализованы в контроллере аппаратно в виде модулей ввода-вывода, блоков АЦП, периферийных узлов, а некоторые реализованы в виде аппаратно-программной части.Some of the blocks (6-18) are implemented in the controller in hardware in the form of input-output modules, ADC blocks, peripheral nodes, and some are implemented in the form of hardware and software.

3. Технический результат полезной модели3. The technical result of the utility model

С помощью контроллера контактной сварки достигается стабилизация размеров литого ядра при осуществлении контактной сварки деталей, причем этот результат достигается и для смежных точек, при сварке которых возникает шунтирующий эффект тока, что ранее влекло за собой уменьшение размеров ядра. В заявляемом устройстве стабилизация размеров литого ядра достигается за счет стабилизации напряжения на электродах. Второй результат - это произведение надежной точки сварки, даже если по каким-либо причинам (грязные электроды или детали) по точке сварки прошел ток, меньше критического минимума тока сварки. Это достигается за счет наличия устройства контроля среднего тока и повторной сварки. Третий результат - это предоставление оператору полных сведений о прошедшей сварке. Это достигается за счет наличия алфавитно-цифрового индикатора в качестве устройства вывода информации.Using the resistance welding controller, the dimensions of the cast core are stabilized during resistance welding of parts, and this result is also achieved for adjacent points, during welding of which a shunting current effect occurs, which previously entailed a reduction in the size of the core. In the inventive device, the stabilization of the size of the molten core is achieved by stabilizing the voltage on the electrodes. The second result is the product of a reliable weld point, even if for some reason (dirty electrodes or parts) a current has passed through the weld point, less than the critical minimum of the weld current. This is achieved due to the presence of an average current control device and re-welding. The third result is to provide the operator with complete information about the past welding. This is achieved due to the presence of an alphanumeric indicator as an information output device.

Description

1. Область применения1 area of use

Заявляемое устройство применяется в контактной сварке в качестве устройства управления тиристорным контактором в машине контактной сварки. Помимо функции управления тиристорами контроллер несет функции контроля параметров качества сварки. Контроллер применяется совместно с тиристорным контактором (типа КТ-11УХЛ4, КТ-12УХЛ4 или аналогичным) и устанавливается в сварочной машине точечной сварки (например, МТ-2202-2 и т.п.).The inventive device is used in resistance welding as a control device for a thyristor contactor in a resistance welding machine. In addition to the thyristor control function, the controller also has the function of controlling the quality parameters of welding. The controller is used in conjunction with a thyristor contactor (type KT-11UHL4, KT-12UHL4 or similar) and is installed in a spot welding machine (for example, MT-2202-2, etc.).

2. Технические решения, описанные в литературе (уровень техники)2. Technical solutions described in the literature (prior art)

В технике уже известны регуляторы контактной сварки, выполняющие подобные функции по управлению. Аналогом заявляемого устройства можно считать серийный промышленно выпускаемый заводом «Электрик» (г. Санкт-Петербург) регулятор контактной сварки РВИ-801.Contact welding controllers performing similar control functions are already known in the art. An analogue of the claimed device can be considered a serial industrially produced by the Electric factory (St. Petersburg) resistance welding controller RVI-801.

Ссылаясь на техническую документацию [1] (техническая документация на регулятор РВИ-801) по регулятору РВИ-801 можно выделить следующие его сходства с заявляемым устройством. В обоих устройствах имеется блок фазового управления тиристорным контактором с выходными усилительными каскадами. Имеются лампы индикации протекания цикла сварки. Имеется блок ввода параметров сварки (однако он существенно отличается от подобного блока заявляемого устройства).Referring to the technical documentation [1] (technical documentation for the RVI-801 regulator) for the RVI-801 regulator, the following similarities with the claimed device can be distinguished. In both devices, there is a phase control unit for thyristor contactor with output amplifier stages. There are lamps indicating the progress of the welding cycle. There is a block for inputting welding parameters (however, it differs significantly from a similar block of the claimed device).

Ссылаясь на техническую документацию [1] (техническая документация на регулятор РВИ-801) по регулятору РВИ-801 можно выделить следующие его недостатки. РВИ-801 не обеспечивает контроля параметров качества сварки (среднего действующего напряжения и тока сварки). Это приводит к нестабильности формирования размеров литого ядра. Элементов блока ввода параметров сварки много и они все расположены на лицевой панели устройства, что несколько неудобно при вводе параметров. Отсутствует блок вывода информации о прошедшей сварке. Элементная база РВИ-801 - это интегральные микросхемы малой степени интеграции, что уменьшает надежность этого устройства и увеличивает расходы на его ремонт.Referring to the technical documentation [1] (technical documentation for the RVI-801 regulator) for the RVI-801 regulator, the following disadvantages can be distinguished. RVI-801 does not provide control of welding quality parameters (average effective voltage and welding current). This leads to instability in the formation of the dimensions of the cast core. There are many elements of the input block for welding parameters and they are all located on the front panel of the device, which is somewhat inconvenient when entering parameters. There is no block output information about the past welding. The elemental base of RVI-801 is integrated circuits of a small degree of integration, which reduces the reliability of this device and increases the cost of its repair.

Прототипом заявляемого устройства можно считать выпускаемую предприятием 000 «Техсервис» (г. Тольятти) сварочную кассету КТС-02Т.The prototype of the claimed device can be considered produced by the company 000 "Techservice" (Togliatti) welding cassette KTS-02T.

Ссылаясь на официальный WEB-сайт и документы технических данных устройства [2] (официальный сайт 000 Техсервис http://www.texs.ru/) можно выделить следующие его сходства с заявляемым устройством. В обоих устройствах имеется блок фазового Referring to the official WEB site and documents of the technical data of the device [2] (official site 000 Techservice http://www.texs.ru/), we can distinguish the following similarities with the claimed device. Both devices have a phase block

управления тиристорным контактором с выходными усилительньми каскадами. Имеется блок ввода параметров сварки (однако он существенно отличается от подобного блока заявляемого устройства). Имеется блок вывода параметров сварки (однако он существенно отличается от подобного блока заявляемого устройства). Элементная база КТС-02Т и заявляемого устройства - это однокристальные микро-ЭВМ (однако разных марок).control thyristor contactor with output amplifier stages. There is a block for inputting welding parameters (however, it differs significantly from a similar block of the claimed device). There is a block for outputting welding parameters (however, it differs significantly from a similar block of the claimed device). The elemental base of KTS-02T and the claimed device are single-chip micro-computers (however, of different brands).

Ссылаясь на официальный WEB-сайт и документы технических данных устройства [2] (официальный сайт 000 Техсервис http://www.texs.ru/) можно выделить следующие его недостатки. Контролируется лишь один параметр качества - ток. Измерение контролируемого параметра начинается вначале времени сварки, а его результат вычисляется только в конце времени сварки. В качестве стабилизируемого параметра качества сварки используется ток, поэтому при сварке смежных точек возникает шунтирующий эффект. Это приводит к нестабильности формирования размеров литого ядра. Используется 3-клавишная клавиатура типа «Параметр-Больше-Меньше»: это неудобно при поиске и установке нужного параметра сварки. В качестве устройства вывода используется светодиодный семисегментный индикатор. Такой тип индикатора может выводить лишь информацию в виде цифр и точек, но не может выводить текстовые сообщения.Referring to the official WEB-site and documents of the technical data of the device [2] (official site 000 Techservice http://www.texs.ru/) the following disadvantages can be distinguished. Only one quality parameter is monitored - current. The measurement of the controlled parameter begins at the beginning of the welding time, and its result is calculated only at the end of the welding time. A current is used as a stabilized parameter of the quality of welding, therefore, when welding adjacent points, a shunt effect occurs. This leads to instability in the formation of the dimensions of the cast core. A 3-key keyboard of the “Parameter-More-Less” type is used: this is inconvenient when searching and setting the desired welding parameter. As an output device, a seven-segment LED indicator is used. This type of indicator can only display information in the form of numbers and dots, but cannot display text messages.

3. Описание конструкции3. Description of the design

Контроллер контактной сварки можно разделить на 5 блоков (см фиг. 1). На схеме:The resistance welding controller can be divided into 5 blocks (see Fig. 1). In the diagram:

1 - входные каскады, 2 - алфавитно-цифровой индикатор, 3 - микроконтроллер (однокристальная микро-ЭВМ), 4 - клавиатура, 5 - выходные каскады.1 - input cascades, 2 - alphanumeric indicator, 3 - microcontroller (single-chip micro-computer), 4 - keyboard, 5 - output cascades.

На входные каскады (1) поступают сигналы со сварочной машины: напряжение с электродов, напряжение с датчика тока. Блок (1) выполняет функции адаптации входных электрических сигналов для блока (3). Также на блок (1) поступает синхронизирующее напряжение, представляющее собой просто переменное напряжение с частотой сети 50 Гц. Блок (1) соединен с входами АЦП блока (3).The input stages (1) receive signals from the welding machine: voltage from the electrodes, voltage from the current sensor. Block (1) performs the functions of adapting the input electrical signals for block (3). Also, a synchronizing voltage is supplied to block (1), which is simply an alternating voltage with a network frequency of 50 Hz. Block (1) is connected to the inputs of the ADC block (3).

На индикатор (2) выдаются текстовые сообщения и значения параметров сварки, получаемые от микроконтроллера (3). В качестве интерфейса связи выступает между (2) и (3) выступает 8-разрядная параллельная шина данных. В качестве индикатора использован алфавитно-цифровой индикатор размерностью 2 строки по 16 символов.The indicator (2) gives text messages and the values of the welding parameters received from the microcontroller (3). An 8-bit parallel data bus acts as a communication interface between (2) and (3). As an indicator, an alphanumeric indicator with a dimension of 2 lines of 16 characters is used.

Микроконтроллер (3) управляет работой блоков (2), (4), (5).The microcontroller (3) controls the operation of units (2), (4), (5).

Блок (4) представляет собой 16-клавишную. Клавиатура подключается к микроконтроллеру (3) с использованием той же 8-разрядной шине, что и индикатор (2).Block (4) is a 16-key one. The keyboard is connected to the microcontroller (3) using the same 8-bit bus as the indicator (2).

Выходные каскады (5) представляют собой усилительные каскады на мощных транзисторах и соединены с маломощными выходами микроконтроллера (3). Сигналы с выхода (5) подаются далее на исполнительный механизм сварочной машины (пневмоклапан) и импульсный трансформатор тиристорного контактора.The output stages (5) are amplification stages on powerful transistors and are connected to low-power outputs of the microcontroller (3). The signals from the output (5) are then sent to the actuator of the welding machine (pneumatic valve) and the pulse transformer of the thyristor contactor.

Блоки (1)-(3)-(5) образуют цепь обратной связи для контроля и регулирования параметров сварки.Blocks (1) - (3) - (5) form a feedback circuit for monitoring and regulating welding parameters.

Блок микроконтроллера (3) можно также подвергнуть декомпозиции, таким образом получается следующая схема (фиг. 2).The microcontroller unit (3) can also be decomposed, thus obtaining the following circuit (Fig. 2).

На схеме: 6 - блок АЦП (аналогово-цифрового преобразования) напряжения с электродов; 7 - блок АЦП напряжения с датчика тока; 8 - блок АЦП напряжения синхронизации; 9, 10, 11 - таймеры, обеспечивающие выдержку времени (сжатия, сварки и опрессовки соответственно); 12 - блок регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы; 13 - блок подсчета значения среднего тока; 14 - блок управления клавиатурой и педалью; 15 - система управления клапаном; 16 - система управления фазой тиристоров; 17 - счетчик отработанных устройством полуволн тока и устройство подачи измерительного импульса; 18 - блок управления дисплеем.On the diagram: 6 - block ADC (analog-to-digital conversion) voltage from the electrodes; 7 - block ADC voltage from the current sensor; 8 - block ADC synchronization voltage; 9, 10, 11 - timers that provide time delay (compression, welding and crimping, respectively); 12 - unit for recording voltage values and calculating the control phase; 13 is a block for calculating the average current value; 14 - keyboard and pedal control unit; 15 - valve control system; 16 - thyristor phase control system; 17 - counter worked out by the device half-wave current and a device for supplying a measuring pulse; 18 is a display control unit.

Следует отметить, что приведенная схема расположена в микроконтроллере и связи между блоками реализованы в виде 8-разрядной шины микропроцессора и регистров.It should be noted that the above circuit is located in the microcontroller and the communication between the blocks is implemented as an 8-bit microprocessor bus and registers.

Некоторые из блоков (6-18) реализованы в контроллере аппаратно в виде модулей ввода-вывода, блоков АЦП, периферийных узлов, а некоторые реализованы в виде аппаратно-программной части.Some of the blocks (6-18) are implemented in the controller in hardware in the form of input-output modules, ADC blocks, peripheral nodes, and some are implemented in the form of hardware and software.

4. Технический результат полезной модели4. The technical result of the utility model

С помощью контроллера контактной сварки достигается стабилизация размеров литого ядра при осуществлении контактной сварки деталей, причем этот результат достигается и для смежных точек, при сварке которых возникает шунтирующий эффект тока, что ранее влекло за собой уменьшение размеров ядра. В заявляемом устройстве стабилизация размеров литого ядра достигается за счет стабилизации напряжения на электродах. Второй результат - это произведение надежной точки сварки, даже если по каким-либо причинам (грязные электроды или детали) по точке сварки прошел ток, меньше критического минимума тока сварки. Это достигается за счет наличия устройства контроля среднего тока и повторной сварки. Третий результат - это предоставление Using the resistance welding controller, the dimensions of the cast core are stabilized during resistance welding of parts, and this result is also achieved for adjacent points, during welding of which a shunting current effect occurs, which previously entailed a reduction in the size of the core. In the inventive device, the stabilization of the size of the molten core is achieved by stabilizing the voltage on the electrodes. The second result is the product of a reliable weld point, even if for some reason (dirty electrodes or parts) a current has passed through the weld point, less than the critical minimum of the weld current. This is achieved due to the presence of an average current control device and re-welding. The third result is the provision

оператору полных сведений о прошедшей сварке. Это достигается за счет наличия алфавитно-цифрового индикатора в качестве устройства вывода информации.operator complete information about the past welding. This is achieved due to the presence of an alphanumeric indicator as an information output device.

5. Описание работы5. Job Description

Основная задача, при решении которой достигается технический результат полезной модели, сводится к стабилизации напряжения на электродах сварочной машины. Второй задачей является измерение сварочного тока и сравнение его с нижней заданной границей, в результате чего принимается решение о повторной сварке. Третьей задачей является вывод наиболее полных сведений о произведенной сварке в удобном для оператора представлении. Четвертой задачей является предоставление удобного пользовательского интерфейса при вводе параметров сварки.The main task, which is achieved by the technical result of the utility model, is to stabilize the voltage on the electrodes of the welding machine. The second task is to measure the welding current and compare it with the lower predetermined boundary, as a result of which a decision is made on re-welding. The third task is to display the most complete information about the welding performed in a convenient representation for the operator. The fourth task is to provide a convenient user interface when entering welding parameters.

Для решения основной задачи используется цепь обратной связи из блоков (1)-(3)-(5) (см. структурную схему устройства). Сигналы напряжения с электродов и напряжения с датчика тока преобразуются в блоке (1) и подаются на входы аналогово-цифровых преобразователей, входящих в состав (3).To solve the main problem, a feedback circuit from blocks (1) - (3) - (5) is used (see the block diagram of the device). The voltage signals from the electrodes and the voltage from the current sensor are converted in block (1) and fed to the inputs of the analog-to-digital converters included in (3).

В части описания конструкции блок (3) был декомпозирован, поэтому можно более подробно рассмотреть его работу (см. фиг. 2).In the part of the construction description, block (3) was decomposed, therefore, its operation can be considered in more detail (see Fig. 2).

На вход блока АЦП (6) поступает преобразованное напряжение, снятое с электродов машины (19). Блок АЦП (6) выполняет преобразование напряжения в число и передает его далее в блок (12). Блок (7) работает аналогичным образом, но на его вход поступает сигнал (20) - преобразованный сигнал с датчика тока. Полученные цифровые эквиваленты поступают на блок (13). АЦП (8) замеряет уровень сигнала синхронизации (21) и передает цифровые значения на вход счетчика отработанных устройством полуволн тока и управления подачей измеряющего импульса (17), функцией которого является определение момента перехода напряжения через 0 (поиск момента синхронизации). Блок счетчика отработанных устройством полуволн тока и управления подачей измеряющего импульса (17) также выполняет функцию счетчика отработанных устройством полуволн.The input of the ADC unit (6) receives the converted voltage taken from the electrodes of the machine (19). The ADC block (6) converts the voltage into a number and transfers it further to the block (12). Block (7) works in a similar way, but its signal receives a signal (20) - a converted signal from a current sensor. The resulting digital equivalents are sent to block (13). The ADC (8) measures the level of the synchronization signal (21) and transmits digital values to the input of the counter of the half-wave current worked out by the device and controls the supply of the measuring pulse (17), the function of which is to determine the moment of voltage transition through 0 (search for the synchronization moment). The counter unit of the half-wave current spent by the device and the control of the supply of the measuring pulse (17) also serves as the counter of the half-wave spent by the device.

Блок управления клавиатурой (14) управляет работой клавиатуры (22) и хранит введенные с ее помощью параметры сварки в виде цифровой оценки значений времени, напряжения и тока. С клавиатуры вводятся значения времени сжатия - для блока таймера времени сжатия (9), времени сварки - для блока таймера времени сварки (10), времени опрессовки - для блока таймера времени опрессовки (11), задаваемого напряжения - для блока регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы (12), граничного тока - для блока подсчета значения среднего тока (13). Все эти данные также поступают на блок управления дисплеем (18) для их последующего отображения. На вход The keyboard control unit (14) controls the operation of the keyboard (22) and stores the welding parameters entered with its help in the form of a digital estimate of the values of time, voltage and current. The compression time values are entered from the keyboard - for the compression time timer block (9), the welding time - for the welding time timer block (10), the pressure testing time - for the pressure testing timer block (11), the set voltage - for the voltage value registration and calculation unit control phase (12), boundary current - for the unit for calculating the average current value (13). All these data are also sent to the display control unit (18) for their subsequent display. At the entrance

блока (14) поступают как сигналы с клавиатуры (4), так и сигнал с педали сварочной машины (4), посредствам которой и осуществляется запуск всей системы. Эти сигналы обозначены как (22). После нажатия педали блок управления клавиатурой педалью (14) задает параметр и дает команду таймеру (9) для начала цикла сварки. Отличие заявляемого устройства от прототипа в том, что у последнего блок (14) соединен с блоком (4) посредствам внешней 8-разрядной шины данных (25).block (14) receives both signals from the keyboard (4) and the signal from the pedal of the welding machine (4), through which the entire system is launched. These signals are designated as (22). After depressing the pedal, the keyboard control unit by the pedal (14) sets the parameter and gives a command to the timer (9) to start the welding cycle. The difference of the claimed device from the prototype is that in the latter unit (14) is connected to the unit (4) via an external 8-bit data bus (25).

После получения команды на запуск цикла и параметра времени выдержки, таймер времени сжатия (9) начинает ожидать конца этого времени, и одновременно при получении команды на запуск подает сигнал блоку системы управления клапаном (15) на включение клапана (23). После истечения времени в таймере времени сжатия (9) подается сигнал запуска таймера времени сварки (10). С этого момента начинается период цикла сварки. Он заканчивается по истечению времени таймера сварки (10).After receiving the start command and the holding time parameter, the compression time timer (9) starts to wait for the end of this time, and at the same time, when the start command is received, it sends a signal to the valve control system block (15) to turn on the valve (23). After the expiration of the time, a start signal for the welding time timer (10) is supplied in the compression time timer (9). From this moment begins the period of the welding cycle. It ends after the welding timer (10).

Блоки (6), (7), (12), (13), (16), (17) работают во время этого периода сварки (время пока не сработал таймер времени сварки (10)). Полученные цифровые оценки напряжения и тока с блока АЦП напряжения электродов (6) и блока АЦП напряжения датчика тока (7) поступают на вход блоков регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы (12) и блока подсчета значения среднего тока (13) соответственно. Блок регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы (12) накапливает информацию в памяти о напряжении на электродах за текущую полуволну. Затем, когда эта полуволна заканчивается, этот блок вычисляет значение управляющей фазы, в качестве исходных данных используя именно эти накопленные данные. Эта вычисленная управляющая фаза подается на блок системы управления фазой тиристоров (16). Отличие заявляемого устройства от прототипа в том, что у последнего отсутствуют блоки (6), (12), (17), а блок (13) не соединен с блоком (9).Blocks (6), (7), (12), (13), (16), (17) work during this welding period (the time until the timer for welding time (10) has worked). The obtained digital estimates of voltage and current from the ADC unit of the voltage of the electrodes (6) and the ADC unit of the voltage of the current sensor (7) are input to the units for recording voltage values and calculating the control phase (12) and the unit for calculating the average current value (13), respectively. The unit for recording voltage values and calculating the control phase (12) accumulates information in the memory of the voltage at the electrodes for the current half-wave. Then, when this half-wave ends, this block calculates the value of the control phase, using these accumulated data as the initial data. This calculated control phase is fed to the block of the thyristor phase control system (16). The difference between the claimed device from the prototype is that the latter has no blocks (6), (12), (17), and the block (13) is not connected to the block (9).

Блок подсчета значения среднего тока (13) выполняет примерно такую же функцию, что и блок регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы (12), за разницей того, что на его вход поступают цифровые эквиваленты тока, и они не накапливаются за текущую фазу, а просто суммируются друг с другом для вычисления затем среднего значения тока за весь цикл сварки. В этом блоке принимается решение в конце цикла сварки о ее повторном проведении.The unit for calculating the average current value (13) performs approximately the same function as the unit for recording voltage values and calculating the control phase (12), with the difference that its input receives digital current equivalents, and they do not accumulate for the current phase, and they are simply summed with each other to then calculate the average current for the entire welding cycle. In this block, a decision is made at the end of the welding cycle to re-conduct it.

Блок счетчика отработанных устройством полуволн тока и управления подачей измеряющего импульса (17) работает как счетчик полуволн и выполняет функцию генерации команды на первую измерительную волну, т.е. дает команду об этом блоку системы управления фазой тиристоров (16).The counter unit of the half-wave current spent by the device and the control of the supply of the measuring pulse (17) operates as a half-wave counter and performs the function of generating a command for the first measuring wave, i.e. gives a command about this to the block of the thyristor phase control system (16).

Блок системы управления фазой тиристоров (16) отвечает за генерацию импульсов управления тиристорами (24). На первой волне блок счетчика отработанных устройством полуволн тока и управления подачей измеряющего импульса (17) дает команду о измерительной волне малой мощности, а при последующих волнах - блок регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы (12) дает блоку системы управления фазой тиристоров (16) указания о величине угла фазы открытия тиристоров.The block of the thyristor phase control system (16) is responsible for the generation of thyristor control pulses (24). On the first wave, the counter unit of the half-wave current worked out by the device and the control of the supply of the measuring pulse (17) gives a command about the low-power measuring wave, and in subsequent waves, the voltage registration unit and the calculation of the control phase (12) gives the thyristor phase control system block (16) indications of the angle of the opening phase of the thyristors.

После окончания фазы сварки наступает фаза опрессовки (запускается выдержка таймера времени опрессовки (11)). После окончания времени выдержки блок таймера времени опрессовки (11) дает команду блоку подсчета значения среднего тока (13). Блок подсчета значения среднего тока (13) сравнивает полученное значение тока с граничным, и если ток меньше граничного, блок подсчета значения среднего тока (13) дает команду таймеру времени сжатия (9) о повторной сварке (при этом весь алгоритм повторяется заново). Если блок подсчета значения среднего тока (13) не дает команду повторной сварки, то блок управления клапаном (15) выключает клапан, а блок управления дисплеем (18) выдает на дисплей полученные значения параметров тока, напряжения и времени (25). Отличие заявляемого устройства от прототипа в том, что у последнего блок управления дисплеем (18) соединен с блоком (2) посредствам внешней 8-разрядной шины данных (25).After the end of the welding phase, the crimping phase begins (the shutter speed timer starts (11)). After the end of the holding time, the pressure test timer block (11) gives the command to the average current value calculation unit (13). The unit for calculating the average current value (13) compares the obtained current value with the boundary value, and if the current is less than the boundary value, the unit for calculating the average current value (13) instructs the compression timer (9) to re-weld (the whole algorithm is repeated again). If the unit for calculating the average current value (13) does not give a re-welding command, the valve control unit (15) turns off the valve, and the display control unit (18) displays the obtained values of current, voltage and time parameters (25). The difference between the claimed device and the prototype is that in the latter, the display control unit (18) is connected to the unit (2) via an external 8-bit data bus (25).

О том, что основной технический результат достигается за счет стабилизацииThe fact that the main technical result is achieved through stabilization

напряжения, говорится в [3] («Автоматика и автоматизация сварочных процессе» Н.С.Львов, Э.А.Гладков М.: «Машиностроение» 1982 г. - страницы 204-205). В этом источнике доказывается данное утверждение следующим образом.voltage, it is said in [3] ("Automation and automation of the welding process" N.S. Lvov, E.A. Gladkov M .: "Mechanical Engineering" 1982 - pages 204-205). This source proves this statement as follows.

Схематично процесс сварки можно представить следующим образом (см. фиг. 3). В таком случае в процессе сварки второй и последующей точек мощность будетSchematically, the welding process can be represented as follows (see Fig. 3). In this case, during the welding of the second and subsequent points, the power will be

рассеиваться на предыдущих сваренных точках (фиг. 4). Таким образом, последующиеscatter at previous welded points (Fig. 4). So subsequent

смежные точки будут провариваться несколько хуже. На схеме:adjacent points will boil slightly worse. In the diagram:

ICB =ICBl+ICB2 I CB = I CBl + ICB 2

ICBl - сварочный ток, протекающий по токоведущим частям машины;I CBl - welding current flowing through the live parts of the machine;

icbi - сварочный ток, протекающий по текущей точке;icbi - welding current flowing at the current point;

1CB2 - сварочный ток, протекающий по смежной точке;1 CB2 - welding current flowing at an adjacent point;

Схема позволяет обеспечить постоянность мощности, выделяемой в каждой точке сварки (фиг. 5). Расчет производится по закону Ома для участка цепи. На схеме:The scheme allows to ensure the constancy of the power allocated at each welding point (Fig. 5). Calculation is made according to Ohm's law for a chain section. In the diagram:

U = constU cv = const

ICB2 < ICBl I CB2 <I CBl

ICBl = UCB/R1= constI CBl = U CB / R 1 = const

UCB -стабилизированное напряжение на электродах;U CB - stabilized voltage at the electrodes;

R1 - сопротивление текущей точки сварки;R 1 - resistance of the current welding point;

В прототипе заявляемого устройства в качестве стабилизируемого параметра выступает ток сварки, что приводит к непровару смежной точки (фиг. 4). Также прототип не может стабилизировать контролируемый параметр, если, например, во время сварки резко понизилось напряжение сети (что бывает часто на производственных участках). Прототип не сможет оценить это падение напряжения во время сварки, так как решение об изменении угла открытия тиристоров принимается уже после окончания сварки (так называемая ступенчатая стабилизация тока).In the prototype of the claimed device, the welding current acts as a stabilized parameter, which leads to lack of penetration of an adjacent point (Fig. 4). Also, the prototype cannot stabilize the monitored parameter if, for example, during welding, the mains voltage drops sharply (which often happens at production sites). The prototype will not be able to evaluate this voltage drop during welding, since the decision to change the opening angle of the thyristors is made after the end of welding (the so-called stepwise current stabilization).

При решении второй задачи используется значение среднего действующего тока и нижнего граничного, которое заносится до сварки в качестве одного из параметров сварки. При падении измеренного значения ниже граничного в блоке (13) принимается решение о проведении повторной сварки без разжатия электродов. Это решение принимается уже после проведения первоначальной сварки. Прототип устройства не обладает такой функцией. Результат достигается решением данной задачи потому, что если по каким-либо причинам (толщина детали, характеристики сварочного трансформатора, падение напряжения в сети) контроллер не сможет обеспечить ток сварки не менее граничного (граничный ток устанавливается опытным путем), повторная сварка точки может уменьшить вероятность непровара соединения.When solving the second problem, the value of the average effective current and the lower boundary current is used, which is entered before welding as one of the welding parameters. If the measured value falls below the boundary value in block (13), a decision is made to re-weld without expanding the electrodes. This decision is made after the initial welding. The prototype device does not have such a function. The result is achieved by solving this problem because if for some reason (the thickness of the part, characteristics of the welding transformer, voltage drop in the network) the controller cannot provide the welding current no less than the boundary current (the boundary current is established experimentally), repeated welding of the point can reduce the likelihood lack of penetration of the compound.

В отличии от прототипа, заявляемое устройство имеет удобную систему ввода (4) и (14) и вывода (2) и (18) информации (16 - клавишную клавиатуру и русифицированный буквенно-цифровой индикатор). Это позволяет в удобном для оператора и наладчика сварочной машины режиме производить ввод параметров, их проверку, а также смотреть итоговые параметры прошедшей сварки. На индикатор также выводятся текстовые сообщения, информирующие оператора о проводимых им действиях.Unlike the prototype, the claimed device has a convenient system for inputting (4) and (14) and output (2) and (18) information (16 - a keypad and a Russified alphanumeric indicator). This allows you to enter parameters, check them, and also view the final parameters of the past welding in a mode convenient for the operator and the adjuster of the welding machine. The indicator also displays text messages informing the operator of his actions.

6. Краткое описание чертежей Фиг.1 - Структурная схема контроллера контактной сварки (I) и управляемая им6. A brief description of the drawings. Figure 1 - Structural diagram of the resistance welding controller (I) and controlled by it.

сварочная машина (II). Фиг. 2 - Декомпозиция блока микроконтроллера (3) Фиг.3 - Схематичное изображение процесса сварки при стабилизации сварочного тока Фиг. 4 - Потеря мощности при сварке смежных точек Фиг. 5 - Стабилизация напряжения UCB welding machine (II). FIG. 2 - Decomposition of the microcontroller unit (3); FIG. 3 - Schematic representation of the welding process while stabilizing the welding current. FIG. 4 - Power loss when welding adjacent points. FIG. 5 - Voltage stabilization U CB

7. Пример исполнения7. Performance example

Контроллер контактной сварки реализован с применением микроконтроллера PIC16F877, алфавитно-цифрового дисплея ВС 1602 и 16-клавишной клавиатуры с контактами типа «матрица» СН-04. Устройство находится в корпусе вместе с блоком питания и разъемами для подключения к сварочной машине.The resistance welding controller is implemented using the PIC16F877 microcontroller, the alphanumeric display BC 1602 and a 16-key keyboard with contacts of the "matrix" type SN-04. The device is located in the housing along with the power supply and connectors for connecting to the welding machine.

На момент подачи заявки заявляемое устройство было реализовано и испытано на машиностроительном заводе на машине контактной сварки МТ-2202-1 и показало следующие результаты.At the time of application, the inventive device was implemented and tested at a machine-building plant using a resistance welding machine MT-2202-1 and showed the following results.

После необходимой настройке контроллера и выбора ступени сварочной машины было произведено около 10000 сварок за 2 суток. При выборе 18 изделий из этой партии был произведен распил сваренных деталей (по 2 точки на каждую деталь), при этом размер литого ядра составлял 4,6-5,5 миллиметра. Выбор деталей производили по 2 шт. за 1 рабочую смену (вначале и в середине смены). Допустимый размер литого ядра на участке был установлен конструкторским отделом предприятия до начала испытаний и равен 4-6 мм. Это доказывает практическую применимость контроллера и достижимость с его помощью заявленного технического результата.After necessary adjustment of the controller and selection of the welding machine stage, about 10,000 welds were made in 2 days. When choosing 18 products from this batch, a cut of the welded parts was performed (2 points for each part), while the size of the cast core was 4.6-5.5 millimeters. Parts were selected in 2 pieces. for 1 work shift (at the beginning and in the middle of the shift). The permissible size of the cast core on the site was set by the design department of the enterprise before the start of testing and is 4-6 mm. This proves the practical applicability of the controller and the attainability with its help of the claimed technical result.

Claims (1)

Контроллер контактной сварки, состоящий из блоков ввода и вывода информации, входных и выходных каскадов и блока АЦП напряжения электродов, блока подсчета среднего тока, устройства управления блоком ввода, системы управления клапаном, системы управления фазой тиристоров, таймера времени сжатия, таймера времени сварки, таймера времени опрессовки, блока управления дисплеем, где имеется линия связи между выходом таймера времени сжатия и входом таймера времени сварки, между выходом таймера времени сварки и входом системы управления клапаном, между выходом таймера времени сварки и входом таймера времени опрессовки, между выходом таймера времени сварки и входом системы управления фазой тиристоров, между выходом таймера времени опрессовки и входом системы управления клапаном, линия связи между АЦП датчика тока и входом блока подсчета среднего значения тока, между выходом блока управления клавиатурой и входом таймера времени сжатия, между выходом блока управления клавиатурой и входом таймера времени сварки, между выходом блока управления клавиатурой и входом таймера времени опрессовки; между выходом блока управления клавиатурой и входом подсчета среднего значения тока, между выходом блока управления клавиатурой и входом блока управления дисплеем, между выходом блока подсчета среднего значения тока и входом блока управления дисплеем, входящие в состав микроконтроллера, управляющего ими, отличающийся тем, что дополнительно блок микроконтроллера содержит в своем составе блок АЦП значений напряжения, блок регистрации значений напряжения и вычисления управляющей фазы, блок микроконтроллера содержит в своем составе связь между блоком подсчета среднего значения тока и таймером времени сжатия, блок микроконтроллера содержит в своем составе АЦП напряжения синхронизации и счетчик отработанных устройством полуволн тока и устройство подачи измерительного импульса, блок ввода выполнен в виде 16-клавишной клавиатуры; в качестве блока вывода используется алфавитно-цифровой индикатор размерностью две строки по шестнадцать символов.Contact welding controller, consisting of input and output information blocks, input and output stages and an ADC block of electrode voltage, an average current counting unit, an input block control device, a valve control system, a thyristor phase control system, a compression time timer, a welding time timer, a timer pressure test time, the display control unit, where there is a communication line between the output of the compression time timer and the input of the welding time timer, between the output of the welding time timer and the input of the valve control system m, between the output of the welding time timer and the input of the pressure testing timer, between the output of the welding time timer and the input of the thyristor phase control system, between the output of the pressure testing timer and the input of the valve control system, the communication line between the ADC of the current sensor and the input of the average current value calculation unit, between the output of the keyboard control unit and the input of the compression time timer, between the output of the keyboard control unit and the input of the welding time timer, between the output of the keyboard control unit and the time timer input and crimping; between the output of the keyboard control unit and the input of the average current value calculation, between the output of the keyboard control unit and the input of the display control unit, between the output of the average current value calculation unit and the input of the display control unit, included in the microcontroller controlling them, characterized in that it additionally has The microcontroller contains in its composition an ADC block of voltage values, a unit for recording voltage values and calculating the control phase, the microcontroller block contains in its composition s between the counting unit and the average value of current timer time compression, the microcontroller unit contains in its composition ADC voltage synchronization and counter current half-waves of the exhaust device and the flow measuring device pulse input unit is configured as a 16-key keyboard; an alphanumeric indicator measuring two lines of sixteen characters each is used as an output block.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004113479/22U 2004-05-05 2004-05-05 CONTROL WELD CONTROLLER RU40112U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113479/22U RU40112U1 (en) 2004-05-05 2004-05-05 CONTROL WELD CONTROLLER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113479/22U RU40112U1 (en) 2004-05-05 2004-05-05 CONTROL WELD CONTROLLER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU40112U1 true RU40112U1 (en) 2004-08-27

Family

ID=48237983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004113479/22U RU40112U1 (en) 2004-05-05 2004-05-05 CONTROL WELD CONTROLLER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU40112U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542881C2 (en) * 2012-10-30 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Intelligent microprocessor device for automatic device control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542881C2 (en) * 2012-10-30 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Intelligent microprocessor device for automatic device control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7091445B2 (en) Electric arc welder and method for controlling the welding process of the welder
CN101448597B (en) Method and apparatus for characterizing a welding output circuit path
CA2359424C (en) Monitor for electric arc welder
US20050016974A1 (en) Electric arc welder and method for controlling the welding process of the welder
US8040097B2 (en) Servo motor drive control device for calculating consumed electric energy and regenerated electric energy
CA2259758A1 (en) Methods and apparatus for welding performance measurement
KR101600124B1 (en) Method and apparatus for detrrmination of electrical welding circuit variables
RU40112U1 (en) CONTROL WELD CONTROLLER
CN1153645C (en) Resistance weld control system with line impedance compensation
CN1943102B (en) Method for controlling electromotor velocity
CN101860025A (en) Predictor-corrector technology-based power loss calculation method of grid in future operation mode
CN103464866A (en) Welding device and control method thereof
EP0051929B1 (en) Feedback welder control system
Grasselli et al. Time-varying harmonics of single-phase nonlinear appliances
JP3969579B2 (en) Electromagnetic flow meter
CN109787235B (en) New energy generator set full-power range harmonic characteristic model obtaining method and system
CN219799596U (en) On-line calibrating device for AC/DC welder
JPH08327674A (en) Electronic watthour meter with error test mode function
CN116599328B (en) Module, system and method for parallel current sharing real-time adjustment of thyristor power bridge arm
JP2645145B2 (en) Surface roughness measuring device
JP3816582B2 (en) Demand monitoring device
JPH0676873U (en) Harmonic measurement device
KR100412734B1 (en) Modeling method of pulse width modulation device
JPH0890230A (en) Arc welding monitoring device
SU1606279A1 (en) Apparatus for controlling electric drive for feeding electrode wire