Регуляторы цикла сварки рцс 503

Последовательность действия механизмов машины для точечной контактной Сварки определяется регулятором времени или регулятором цикла сварки (РЦС), которые являются либо самостоятельными устройствами, либо входят в виде от­дельного функционального блока в состав схемы шкафов управления сварочными машинами. Все РЦС работают по определенной, заранее установленной программе. Существуют регуляторы, в которых число регулируемых интервалов и их после­довательность не меняется; это однопрограммные регуляторы. Они обеспечивают один и тот же порядок включения механизмов машины, позволяя лишь неза­висимо регулировать время отдельных выдержек.

В более сложных регуляторах порядок следования интервалов и их число может изменяться в зависимости от выбора программы. Такие многопрограммные РЦС позволяют осуществлять сварочные циклы с различными вариантами изме­нения усилия на электродах или формы сварочного тока.

Все современные регуляторы отличаются высокой точностью как отсчета ин­тервала «Сварка», так и других регулируемых интервалов времени. Такие регу­ляторы построены по принципу счета периодов питающего напряжения или исполь­зуют RC-цепочки с устройствами синхронизации. Благодаря синхронизации обеспечивается основное симметрирование тока. Последний включается всегда с полуволны одной полярности, а заканчивается противоположной полуволной.

Требования высокой производительности не позволяют использовать в регу­ляторах электромагнитные реле в качестве связующих и исполнительных эле­ментов. Передача информации внутри регулятора осуществляется с помощью бесконтактных элементов. Исполнителями команд также являются бесконтактные устройства. В частности, включением пневмоэлектрических клапанов управ­ляют транзисторные или тиристорные усилители; игнитронные контакторы вклю­чаются через тиристорные узлы поджигания, а тиристорные контакторы — через выходные усилители регуляторов. Применение бесконтактных исполнительных элементов позволило расширить функциональные возможности регуляторов. Большинство выпускаемых РЦС позволяют регулировать сварочный ток. Все регу­ляторы обеспечивают отработку полного цикла сварки независимо от момента отключения педали и допускают возможность работы в автоматически повторяю­щемся режиме. Техническая характеристика наиболее известных регуляторов времени, в том числе и выпускавшихся реле, приведена в табл. 22.

Регулятор РЦС-403 является бесконтактным аналогом широко известного регулятора РВЭ-7. Он имеет четыре независимо регулируемые выдержки вре­мени: «Сжатие», «Сварка», «Проковка» и «Пауза» и снабжен транзисторными уси­лителями для включения электропневматического клапана привода усилия и фазо­импульсного управления тиристорным контактором или тиристорным блоком поджигания игнитронов.

Схема регулятора (рис. 44) полностью выполнена на транзисторных элемен­тах серии Логика-Т. Для понимания ее работы необходимо знать некоторые осо­бенности работы логических элементов.

1. Уровню сигнала минус 4—8 В соответствует логическая 1. Логический О означает практическое отсутствие сигнала.

2. Элементы D3, D5, D7,D10 — маломощные триггеры. Возможны два устой­чивых состояния. Если 1 на выходе 7, то на выходе 8—0 и наоборот. Подача I на потенциальные входы 9 или 10 вызывает появление 1 соответственно на выхо­дах 8 или 7. Положительный сигнал на входе 9 приводит к появлению І на вы-

ходе 7. Если на импульсный вход 1 или 2 подать 1, а затем снять ее, т. е. за­менить на 0, то на соответствующих выходах 7 или 8 установится 1.

3. Элементы D4, D8, D9, Dll, DI2 — транзисторная задержка. Если на лю­бой из входов 1 или 5 подать 1, то через заданное внешней цепочкой RC время на выходе 9 0 сменится 1. Ноли на всех входах всегда вызывают 0 на выходе.

4. Элемент D6 — три схемы И. Только наличие 1 на всех входах 2, 4, 6, 8 или 5, 7 или 1, 3 отдельных схем И вызывает появление 1 на соответствующих вы­ходах 10, 11, 9. Если на любом из входов будет 0, то на выходе схемы также бу­дет 0. Свободный вход работе схемы И не мешает. Выходы групп и элементов мо­гут объединяться, образуя единую схему И на много входов.

5. Элементы D13, D14 — 30-ваттный усилитель. Для работы усилителя не­обходимо подать 1 на любой из входов 1, 3.

Включение напряжения питания приводит к появлению 1 на 7D3, 8D7 и 8D10. Триггер D3 переводится в исходное положение по входу 10, а триггеры D7

и D10 — по входам 9 от 1 с 7D3. Этот же сигнал поступает на 5D12 выдержки вре­мени «Пауза» и через время, определяемое величиной R13 и положением выклю­чателя S4, появится на его выходе 9. Однако 1 с 9D12 из-за разомкнутой педаль­ной кнопки на 9D3 не попадает. Сохраняется 0 на 8D3 и соответственно на 3D 14. Электропневматический клапан не включен. В качестве фазосдвигающего устрой­ства используется элемент D9. На его вход 1 подается двухполупериодное отри­цательное напряжение с пульсациями 100 Гц. Каждая полуволна вызывает на выходе 9D9 прямоугольный импульс, передний фронт которого задержан отно­сительно начала полуволны на промежуток, определяемый параметрами R14C17. Таким образом, на 9D9 формируются прямоугольные импульсы с частотой 100 Гц, фазовое положение которых определяется величиной резистора R14 «Нагрев». Однако фактически эти импульсы отсутствуют, так как выход 9D9 шунтирован 0 (нулем) на 7D7. Таково исходное положение элементов ре­гулятора.

і После замыкания педальной кнопки сразу же по входу 9 переключится триг­гер D3; соответственно на 5D12 и 9D12 установится 0. Одновременно 1 с 8D3 поступает на 3D 14 и на 5D4 выдержки времени «Сжатие». Срабатывает клапан уси­лия, электроды сжимаются, идет счет времени «Сжатие», определяемый поло­жением S3 и величиной R9. Педаль может быть отпущена, так как триггер D3 взял на себя функцию элемента «помнящего» о том, что цикл сварки начался и не иожет быть прерван до конца. Выходной сигнал с 9D4 подается на 2D6 первой схемы И. На другом входе 4D6 той же схемы также пока имеется 1 с 8D10, а тре­тий вход 6D6 соединен с 8D5 триггера синхронизации, формирующего прямоуголь­ные импульсы с частотой 50 Гц. Появление и снятие первого импульса на вы­ходе 10D6 приведет к срабатыванию триггера D7 по импульсному входу 1. С этого момента на 7D7 появляется 1, которая открывает выход 9D9 и через 9D6 запу­скает задержку D8 интервала времени «Сварка». Прямоугольные импульсы с 9D9 дифференцируются цепочкой C13RBiiD13 и усиливаются элементом D13. Нагруз­кой элемента D13 является импульсный трансформатор, расположенный вне ре­гулятора цикла. Первый импульс управления появляется всегда синхронно С одной и той же полуволной напряжения сети, так как триггер D7 перебрасы­вается не в произвольный момент окончания выдержки «Сжатие», а задерживается до прихода положительной полуволны напряжения, вызывающей появление О на 8D5.

Сварочный ток продолжается до тех пор, пока D8 отрабатывает выдержку «Сварка», регулируемую набором резисторов R24—R43 и выключателем S5. После окончания этой выдержки срабатывает триггер D10 по входу 10 и на 8D10 установится 0; тем самым первая схема И будет заблокирована и триггер D7 не сможет управляться по входу /. От 7D10 запустится выдержка «Проковка* (элемент D11), и по входу 7D6 подготовится вторая схема И. Другой вход схемы И соединен с 8D5 триггера синхронизации, и поэтому переключение триггера D7 по импульсному входу 2 произойдет в той же точке сети, что и при включении сварочного тока. Таким образом, триггер D7 всегда переключается через целое число периодов, а так как переброс триггера D7 в исходное положение приводит к отключению импульсов управления, то обеспечивается симметричность числа полуволн сварочного тока. Цикл заканчивается после появления 1 на 9D11 и срабатывания триггера D3 по входу 10. Усилитель D14 отключается. Все эле­менты занимают исходное положение. Отсчитывается время «Пауза». Если по ее окончании педаль будет замкнута, то цикл работы регулятора пов­торится.

Более совершенным является высокопроизводительный регулятор типа РЦС-502. Цикл регулятора состоит из пяти выдержек времени. К четырем стан­дартным выдержкам добавлен интервал «Предварительное сжатие». Этот интервал отрабатывается в автоматическом режиме только для первого цикла, а при оди­ночном режиме — для каждого цикла. При высоком темпе работы интервалы «Сжатие», «Проковка» и «Пауза» устанавливаются как можно меньшими, и по­этому необходимо первую выдержку «Сжатие», когда электрод совершает свой полный рабочий ход, удлинить в автоматическом режиме дополнительным вре­менем «Предварительное сжатие». За время «Пауза» электрод успевает только ча­стично оторваться от точки и поэтому для его последующего опускания доста­точно малого интервала «Сжатие». Фазосдвигающее устройство регулятора РЦС-502 кроме регулирования тока позволяет модулировать начало и конец сварочного Тока и стабилизировать установленное значение тока при колебаниях напряже­ния питающей сети.

Регулятор РЦС-301 предназначен для управления работой машин малой мощности с пневматическим или педальным приводом усилия. Выдержка вре­мени «Сжатие» не регулируется и равна 0,5 с. Выдержка «Проковка» обеспечи­вается инерционностью подвижных элементов машины. При работе с педальным приводом в цикле участвует только выдержка «Сварка», которая начинается по команде от бесконтактного путевого выключателя после создания усилия на электродах.

Регулятор БУ-5ИПС представляет собой многопрограммный регулятор с шестью регулируемыми выдержками времени: «Предварительное сжатие», «Сжатие», «Импульс», «Интервал», «Проковка» и «Пауза». Регулятор позволяет осуществлять пульсирующую сварку с регулируемым числом импульсов тока от 1 до 10 и интервалом между импульсами от 0,02 до 0,2 с. Выдержка «Предваритель­ное сжатие» плавно регулируется от 0,02 до 0,5 с. Остальные выдержки времени могут дискретно изменяться от 0,02 до 2,0 с. Отсчет времени позиций основан на ступенчатом заряде конденсатора до определенного уровня зарядного напря­жения импульсами, поступающими синхронно с напряжением сети.

Регулятор управляет двумя электропневматическими клапанами, обеспе­чивающими следующие режимы изменения усилия на электродах: с постоянным сварочным усилием; с постоянным ковочным усилием; с постоянным сварочным усилием и включением ковочного усилия на время проковки; с постоянным ко­вочным усилием, с выключением ковочного усилия после заданного импульса сварочного тока и с повторным включением ковочного усилия на время проковки.

Регулятор БУС также обеспечивает различные варианты циклов работы ма­шины по сварочному току и усилию на электродах: с одним импульсом тока; с двумя импульсами тока разной величины и длительности, разделенными регу — лируемьш интервалом; с одним сдвоенным импульсом тока, начальную и конечную части которого можно регулировать раздельно; с постоянным сварочным уси­лием; с постоянным ковочным усилием; с постоянным сварочным усилием и вклю­чением ковочного усилия в заданный момент времени.

Все интервалы времени, кроме «Предварительного сжатия», регулируются дискретно в пределах 0,02—2,0 с. Для этого в регуляторе имеется общий двоично — десятичный счетчик, переключаемый по циклу на отсчет интервалов, ранее уста­новленных переключателями.

Регулятор РВТ-100М-1 (разработчик ИЭС им. Е. О. Пагона) — пятипози- ционный; схема регулятора построена на элементах тиристорной логики. В от­личие от регуляторов серии РЦС и БУ регулятор РВТ управляет электропнев — матическим клапаном переменного тока и содержит в своем составе блок поджи­гания, способный включать как тиристорный, так и игнитронный контакторы.

В ИЭС им. Е. О. Патона разработан и выпускается малыми сериями универ­сальный регулятор типа РВТУ-200М, обеспечивающий работу точечных контакт­ных машин по сложному термомеханическому циклу. Регулятор выполнен также на основе тиристорной логики. Цикл регулятора состоит из девяти операций: «Сжатие», «Подогрев», «Сварка», «Охлаждение», «Отжиг», «Ковка», «Пауза», «Задержка понижения давления», «Понижение давления». Регулятор позволяет программировать величину и длительность трех независимых импульсов свароч­ного тока (Подогрев, Сварка, Отжиг), а также изменять по программе усилие сжатия электродов. Включение двух пневмоэлектрических клапанов и игнитро­нов (тиристоров) вентильного контактора осуществляется бесконтактными клю­чами. Регулятор обеспечивает регулирование сварочного тока, модуляцию перед­него фронта сварочных импульсов и безынерционную стабилизацию тока при колебаниях напряжения сети. Сварочный ток во время импульса может быть непрерывным или пульсирующим. Длительность пульсаций и пауз между ними ре­гулируется в пределах 1—10 периодов дискретно через один период.