5.3 Типові регулятори циклів зварювання

Регулятори часу типу РВТ побудовано на основі малопотужних тиристорів, які використовують для виконання логічних операцій, вмикання виконавчих пристроїв (електропневматичних клапанів, ти­ристорних або ігнітронних контакторів) і сигналізації. Суміщення в одному активному елементі (тиристорі) логічних функцій і підсилю­вача потужності сприяє спрощенню принципових електричних схем апаратури керування, в результаті чого підвищується надійність робо­ти пристроїв і збільшується термін їхньої служби.

Регулятори РВТ дають змогу задавати величину та тривалість трьох незалежних імпульсів струму («підігрівання», «зварювання», «відпалювання»), а також змінювати за програмою аусилля стиснення електродів. Електропневмоклапани і тиристори (ігнітрони) силового контактора вмикають безконтактними тиристорними ключами. Регу­лятор оснащено фазообертачем, що забезпечує модуляцію і безінерцій­ну стабілізацію зварювального струму.

Схему найпростішого регулятора часу типу РВТ, який забезпе­чує задавання чотирьох операцій: «стиснення», «зварювання», «проко-

Рисунок 5.13 – Функціональна схема регулятора часу

вування», «пауза», наведено на рисунок 5.13. Регулятор є аналоговою си­стемою керування з часозадавальним контуром RC, синхронізованим імпульсами з частотою живильної мережі. Схема містить блок комута­ції операцій зварювального циклу, блок задавання часу БЗЧ, фазо­обертач і вузол вмикання. Коли подають напругу на схему і вмикають педалі, блок комутації забезпечує почергове вмикання тиристорних комірок, які задають послідовність операцій циклу. Вузол вмикання відкриває тиристор комірки «стиснення». Решта комірок у закритому стані. Через відкритий тиристор першої комірки вмикають БЗЧ. Відбувається відлік тривалості операції «стиснення», яку задають за допомогою набору резисторів. Одночасно відкривається тиристор, що вмикає обмотку електромагніту пневмоклапана ЕПК. Після того як мине заданий час першої операції, БЗЧ виробляє імпульс перемикан­ня, який надходить одночасно до входів усіх комірок перерахунко-вої системи. Комірку виконано таким чином, що імпульс перемикання проходить на керуючий електрод тиристора тієї комірки, яка буде безпосередньо за ввімкненою. Тому відкриється лише тиристор комір­ки «зварювання», а тиристор попередньої комірки закриється за раху­нок подавання імпульсу гасіння. Починається відлік часу наступної операції. При цьому ЕПК залишається в увімкненому стані. Анало­гічно відпрацьовується решта операцій.

Напругу, яку знято з навантаження тиристора комірки «зварю­вання», подають на фазообертач. Вихідні імпульси фазообертача керують тиристорним контактором, який забезпечує підімкнення зварювального трансформатора до мережі. Після відпрацювання ос­танньої операції схема приходить до вихідного стану.

Регулятори РВТ забезпечують відпрацьовування тривалості опе­рацій від 0,02 до 2 с дискретністю 0,02 с і в діапазоні 0,04—4 с з дис­кретністю 0,04 с [1]. Регулятори типу РЦС виконано на уніфікованих транзисторно-діодних елементах серії «Логіка Т» [6] і вони забезпечу­ють синхронне вмикання зварювального струму, парне число його пів-хвиль і плавне його регулювання, стабілізацію заданих витримок часу за високої продуктивності (до 750 точок за хвилину).

Регулятори циклу зварювання на інтегральних мікросхемах. За останні роки на основі досягнень мікроелектроніки розроблено регулятори циклу зварювання з застосуванням інтегральних мікро­схем. Схема цих регуляторів принципово не відрізняється від розгля­нутої вище і містить такі самі основні вузли і блоки (див. рисунок 5.13).

Регулятори циклу зварювання типу РКС-501 (РКС-601, РКС-901) виконано на інтегральних мікросхемах серії К155. Основні технологіч­ні характеристики цих регуляторів аналогічні регуляторам типу РВТ і РЦС, однак використання інтегральних мікросхем забезпечує підвищення надійності регуляторів і збільшення їхнього терміну служби. Регулятор РКС-501 має 5 незалежно регульованих часових інтервалів: «попереднє стиснення», «стиснення», «зварювання», «про­ковування» і «пауза». Модифікації цього регулятора дають змогу збільшити кількість регульованих інтервалів часу, забезпечуючи ре­жим пульсуючого зварювання з докладанням підвищених зусиль об-тиснення і проковування.

За принципом дії регулятор належить до систем дискретного зада­вання часових інтервалів за періодами живильної мережі. Як основну дискретну комірку використовують тригер типу К155ТМ2, який є основою для побудови перерахункових схем. Інші функції схеми ви­конуються на логічних елементах типу К155ЛАЗ, К155ЛА4. Регу­лятори РКС взаємозамінні з регуляторами РЦС. На інтегральних мікросхемах розроблено також схему регуляторів типу РВИ-501 (РВИ-703, РВИ-801), схема якого аналогічна схемі на рис. 5.13. Мо­дифікації регуляторів типу РВИ дають змогу реалізувати різні режи­ми роботи зварювальних машин: забезпечують пульсуючий режим струму, роздільне регулювання нагріванням для двох різних імпуль­сів струму, автоматичний вихід на повнофазний струм, керування двома електропневматичними клапанами, докладання підвищеного рівня на час проковування та попереднє обтиснення деталей. Ці регу­лятори виконано на інтегральних мікросхемах серії К511. Відмінна особливість їх — підвищена завадозахищеність, що особливо важливо в умовах потужних електричних і магнітних завад. Принцип роботи регуляторів також грунтується на дискретному відліку часу за періо­дами напруги живильної мережі. Як основний дискретний елемент використовують лічильник імпульсів, виконаний на двох інтегральних мікросхемах, К511ИЕ1 — двійково-десятковий чотирирозрядний лі­чильник на тригерах і К511ИД1 —дешифратор на 10 виходів. Отже, два лічильники, складені на чотирьох інтегральних мікросхемах, забезпечують відлік часу, який дорівнює 99 періодам напруги живиль­ної мережі. Ці регулятори також взаємозамінні з іншими типами регу­ляторів.

Перспективним є використання контролерів, виконаних на базі мікропроцесорів, наприклад серії К580. Контролери дають змогу зберігати в пам'яті кілька десятків програм режиму зварювання (разом із послідовністю та тривалістю операцій), значення струмів зварювання, підігрівання, відпалювання, зварювального та кувального зусилля стиснення тощо. Потрібну програму режиму може ви­кликати оператор-зварник, вмикаючі клавіші терміналу залежно від марки матеріалу і товщини зварюваного виробу. Програма від­працьовується контролером і таким чином забезпечується заданий цикл зварювання [15].