CZ290260B6

CZ290260B6 - Zapojení ovladačů svářecího stroje

Info

Publication number: CZ290260B6
Application number: CZ1994945A
Authority: CZ
Inventors: Gaber Stump; Jürgen Schlander; Reinhart Rückert
Original assignee: Wilhelm Merkle Besitzunternehmen
Priority date: 1993-04-24
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 2002-06-12
Also published as: EP0622768A3; ATE181780T1; ES2135502T3; CZ94594A3; DE9321354U1; EP0622768A2; EP0622768B1; DE4313508A1; GR3031403T3; DK0622768T3; DE59408440D1

Abstract

Zapojen ovlada sv °ec ho stroje s alespo jedn m pracovn m za° zen m se sp nac m a n v stn m za° zen m, kter v sti ° dic ho obvodu /18/ um st n v rukojeti /15/ sest v z p ti paraleln ch v tv zapojen²ch tak, e v prvn v tvi je zapojena prvn sv teln dioda /19a/, prvn gener tor /23a/ a p°evodn k /21/, ve druh v tvi druh sv teln dioda /19b/, druh² gener tor /23b/ a p°evodn k /21/, ve t°et v tvi prvn sp na /16a/ a t°et gener tor /23c/, ve tvrt v tvi druh² sp na a tvrt² gener tor /23d/ a v p t v tvi t°et sp na /17b/ a p t² gener tor /23e/.\

Description

Zapojení ovladačů svářecího stroje

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti průmyslových technik, zejména elektrického svařování, konkrétně kontroly řízení svařovacích parametrů.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé pracovní stroje určené ke svařování elektrickým obloukem v ochranné atmosféře jsou vybaveny ručně ovládaným pracovním zařízením, kterým je svařování prováděno a jež má v rukojeti kromě hořáku spínač pro spouštění elektrické energie do svařovacího drátu a dále otočný knoflík se stupnicí, potenciometr, pro přestavování intenzity svářecího proudu.

Nedostatkem tohoto uspořádání pracovního zařízení je potřeba dalších vodičů ve svazku kabelů spojujících pracovní zařízení se základním montážním celkem ajim příslušných přípojek. Se vzrůstajícím počtem vodičů se připojování pracovního zařízení stává složitějším a přípojky se odchylují od standardů.

Dalším nedostatkem takového pracovního zařízení je otočný knoflík se stupnicí, který je obtížně ovladatelný obsluhou obvykle pracující v rukavicích, a stupnice je v průběhu výkonu pro svářeče špatně identifikovatelná. Samotný potenciometr je kromě toho součástka choulostivá na nárazy a na nečistotu, které jsou při svařování běžné, což má negativní vliv na spolehlivost zařízení.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení ovladačů svářecího stroje s alespoň jedním ručně ovládaným pracovním zařízením a k němu připojeným zásobovacím a řídicím zařízením, který je tvořen základním montážním celkem s alespoň jednou výkonovou částí s předřazeným ústředním řídicím zařízením, ke kterým je do příslušné zásuvky prostřednictvím svazku kabelů opatřeného zasunovatelnou vidlicí připojena rukojeť s hořákem a spínacím a návěstním zařízením, tvořeným prvním ovladačem, druhým ovladačem a návěstním zařízením uspořádaným tak, že v části řídicího obvodu umístěné v rukojeti jsou paralelně v pěti větvích zapojeny v první větvi první světelná dioda, první generátor a převodník, ve druhé větvi druhá světelná dioda, druhý generátor a převodník, ve třetí větvi první spínač a třetí generátor, ve čtvrté větvi druhý spínač a čtvrtý generátor a v páté větvi třetí spínač a pátý generátor.

Takové uspořádání řídicího obvodu v rukojeti umožňuje prostřednictvím jednoho vodiče, vedoucího svazkem kabelů od ústředního řídicího zařízení k pracovnímu zařízení, připojeného k spínacím a návěstním prvkům, optimálně modulovat intenzitu svařovacího proudu dle pracovních podmínek, tj. při změně složení svařovaného materiálu, při změně tloušťky svařovaného materiálu, při změnách způsobu svařování apod. Připojení svazku kabelů vedoucího od pracovního zařízení k základnímu montážnímu celku se takto nezkomplikuje a řídicí proudový obvod výhodně sdružuje funkci spouštěcí, napájecí a současně přenáší obousměrně signály potřebné k optimálnímu nastavení intenzity svařovacího proudu.

Spouštěcí a návěstní prvky užité v řešení dle vynálezu mohou být jednoduché a spolehlivé součástky, které jsou velmi dobře ovladatelné a snadno kontrolovatelné. Současně není problém tyto součástky integrovat do jednoho dílu, např. zalitím pryskyřicí, a tím je ochránit před nepříznivými vlivy provázející proces svařování, tj. nárazy, prach, teplo, plyny apod.

- 1 CZ 290260 B6

Zásobovacím a řídicím zařízením se rozumí podavač svařovacího drátu a ovládání jeho pohonu.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je zobrazen na obr. 1 schematický pohled na obloukový svářecí stroj s aplikací vynálezu. Na obr. 2 je zobrazeno zapojení ovladačů svářecího stroje a schéma toku signálů dle obr. 1. Na obr. 3 je časový signálový diagram přívodní větve řídicího proudového obvodu vedoucího k elektronice hořáku. Na obr. 4 je časový signálový diagram pro větev 10 zpětného toku.

Příklad provedení vynálezu

Zapojení ovladačů svářecího stroje, znázorněného na obr. 1, s jedním ručně ovládaným pracovním zařízením a k němu připojeným zásobovacím a řídicím zařízením, který je tvořen základním montážním celkem 1 s výkonovou částí 4 a s předřazeným ústředním řídicím zařízením 8, ke kterým je do příslušné zásuvky 14 prostřednictvím svazku 2 kabelů opatřeného zasunovatelnou vidlicí 13 připojena rukojeť 15 s hořákem 3 a spínacím a signalizačním zařízením, tvořeným 20 prvním ovladačem 16, druhým ovladačem 17 a návěstním zařízením 19, které sestává v části řídicího obvodu 18 umístěné v rukojeti 15 z pěti větví paralelně zapojených tak, že v první větvi je zapojena první světelná dioda 19a, první generátor 23a a převodník 21, ve druhé větvi druhá světelná dioda 19b. druhý generátor 23b a převodník 21, ve třetí větvi první spínač 16a a třetí generátor 23c, ve čtvrté větvi druhý spínač 17a a čtvrtý generátor 23d a v páté větvi třetí spínač

17b a pátý generátor 23e.

Svazek 2 kabelů, vedoucí od rukojeti 15 a zakončený vidlicí 13 s rychlospojkou pro snadné spojení v zásuvce 14 k základnímu montážnímu celku 1, obsahuje vodiče 9a a 9b řídicího proudového obvodu propojené k měniči 24 a generátoru 20 šířkové impulzové modulace, zabu30 dováných v ústřední řídicí jednotce 8, kabel svářecího proudu 10 propojený k výkonové části 4, hadici ochranného plynu 11 propojenou ke zdroji 5 ochranného plynu a vedení 12 svařovacího drátu spojeného se zařízením 6 pro posuv drátu.

Rukojeť 15 hořáku 3 je vybavena jednak spínacím zařízením, které je tvořeno prvním ovladačem 35 16 s prvním spínačem 16a pro zapínání a vypínání výkonové části 4, čímž je pracovní stroj uváděn v činnost, dále druhým ovladačem 17 s druhým spínačem 17a pro zvyšování intenzity svařovacího proudu a třetím spínačem 17b pro snižování intenzity svařovacího proudu, a jednak návěstním zařízením, které je tvořeno první světelnou diodou 19a a druhou světelnou diodou 19b s odlišnými barvami a s proměnlivou intenzitou svítivosti. První světelná dioda 19a, červené 40 barvy, signalizuje potřebu zvyšování intenzity svařovacího proudu a druhá světelná dioda 19b, zelené barvy, signalizuje nutnost snižování intenzity svařovacího proudu.

Po uvedení svářecího stroje do pracovního režimu, tj. připojením pracovního zařízení k základnímu montážnímu celku 1, naplněním zásobníků svařovacího drátu 7 a ochranného plynu, 45 připojením pracovního stroje k elektrické síti, svářeč uchopí rukojeť 15 a přiloží hořák 3 se svařovacím drátem 7 k materiálu určenému ke svaření. Následně na prvním ovladači 16 uvede sepnutím prvního spínače 16a v činnost výkonovou část 4. Když dojde k zapálení svařovacího oblouku mezi drátem 4 a svařovaným materiálem, začne reagovat návěstní zařízení, a to podle toho zda je nastavená intenzita svařovacího proudu nízká nebo vysoká. Rozsvítí-li se červená 50 první světelná dioda 19a plnou intenzitou, potom je třeba na druhém ovladači 17 prostřednictvím druhého spínače 17a přidat svařovacímu proudu na intenzitě do té míry, dokud červená první světelná dioda 19a výrazně nesníží intenzitu svitu nebo nezhasne. Svíti-li naopak zelená druhá světelná dioda 19b plnou intenzitou, je třeba na druhém ovladači 17 pomocí třetího spínače 17b snížit intenzitu svařovacího proudu dokud zelená druhá světelná dioda 19b nesníží intenzitu svitu

-2CZ 290260 B6 na minimum nebo nezhasne. K optimálnímu nastavení svařovacích podmínek dojde tedy tehdy, svíti-li signální diody návěstního zařízení minimálním svitem nebo jsou-li zhasnuty, čehož se vždy dosáhne potřebným zásahem druhého spínače 17a nebo třetího spínače 17b. Druhý spínač 17a a třetí spínač 17b nemohou být sepnuty současně.

V řídicím obvodu 18 se v průběhu svařování v jednotlivých větvích se zapojenými prvním spínačem 16a, druhým spínačem 17a, třetím spínačem 17b, první světelnou diodou 19a a druhou světelnou diodou 19b modulují přenášené signály tak, aby jejich přenosem vodiči 9a a 9b řídícího proudového obvodu došlo k optimalizaci nastavení intenzity svařovacího proudu.

Z ústřední řídicí jednotky 8 jsou do řídicího obvodu 18 vysílány signály k ovládání intenzity svitu první světelné diody 19a a druhé světelné diody 19b pomocí modulace šíře impulzu napětí. Při tom je vodiči 9a proudového obvodu, přenášejícího řídicí proud od ústřední řídicí jednotky 8 do řídicího obvodu 18, předřazen generátor 20 šířkové impulzové modulace, který vytváří napětí modulované šířkou impulzu podle okamžitého nastavení svářecí energie. Napětí probíhající vodičem 9a řídicího proudového obvodu pulzuje, jak je naznačeno na obr. 3, s konstantní frekvencí mezi dvěma prahovými hodnotami. Dolní prahová hodnota musí zachovat provozní napětí. Měnící se šířka impulzů pulzujícího napětí se přeměňuje v řídicím obvodu 18 prostřednictvím převodníku 21 v řídicí povely pro intenzitu svitu první světelné diody 19a a druhé světelné diody 19b. Úzká šíře impulzů p odpovídá extrémně nízké intenzitě svařovacího proudu, signály jsou zpracovány tak, že svítí intenzivně červená první světelná dioda 19a, naopak široká šíře impulzů p/ odpovídá extrémně vysoké intenzitě svařovacího proudu a signály přináší intenzivní svit zelené druhé světelné diody 19b.

Signály vysílané zpět do ústřední řídicí jednotky 8 pro řízení výkonové části 4 a tím nastavení intenzity svařovacího proudu jsou vytvářeny změnou proudového toku v řídicím obvodu 18.

V každé z paralelních větví řídicího obvodu 18 vyrábí generátor 23a-23e nekolísavý stejnosměrný proud a provádí rozpojení proudu v závislosti na modulaci šířky impulzů. Větví první světelné diody 19a a druhé světelné diody 19b teče proud vždy. Větví prvního spínače 16a, druhého spínače 17a a třetího spínače 17b jenom tehdy, jsou-li tyto sepnuty. Dle obr. 4 je celkový proud tekoucí vodičem 9b řídicího proudového obvodu zpět do ústřední řídicí jednotky 8 závislý od nastavení prvního spínače 16a, druhého spínače 17a a třetího spínače I7b. Diodový proud má hodnotu 50 mA. Proud tekoucí prvním spínačem 16a pro spínání a vypínání výkonové části 4 je generován v uvedeném příkladu na hodnotu 30 mA.

Při sepnutém druhém spínači 17a, znamenajícím signál pro výkonovou část 4 ke zvýšení intenzity svařovacího proudu, je generován řídicí proud o hodnotě 10 mA a při sepnutém třetím spínači 17b, signalizujícím výkonové části 4 potřebu snížení intenzity svařovacího proudu, pátý generátor 23e vyrábí řídicí proud o hodnotě 20 mA. Podle tohoto teče při sepnutém jenom prvním spínači 16a od času tl do vodiče 9b řídicího proudového obvodu řídicí proud 80 mA. Od času t2 má díky dodatečně sepnutému druhému spínači 17a řídicí proud hodnotu 90 mA a od času t3 je při dodatečně sepnutém třetím spínači 17b hodnota řídicího proudu 100 mA.

Celková intenzita řídicího proudu procházejícího vdaném okamžiku vodičem 9b řídicího proudového obvodu je vyhodnocována měničem 24 uspořádaným před ústřední řídicí jednotkou 8, která následně tyto signály přemění v odpovídající povely pro výkonovou část 4. Vzhledem k tomu, že intenzita řídicího proudu je v celém proudovém obvodu stejná, může být měnič 24 kdekoliv na vodiči 9a nebo 9b řídicího proudového obvodu. Měnič 24 i generátor šířkové impulzové modulace je s ústřední řídicí jednotkou 8 sloučen do jedné stavební jednotky. Současně s výkonem svářecího stroje se reguluje zařízení pro posuv 6 drátu a dodávka ochranného plynu do hořáku 3.

Průmyslová využitelnost

Zapojení ovladačů svářecího stroje podle vynálezu se s výhodou využije při všech druzích ručního svařování elektrickým obloukem v ochranné atmosféře.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zapojení ovladačů svářecího stroje s alespoň jedním ručně ovládaným pracovním zařízením celkem /1/ s alespoň jednou výkonovou částí /4/ s předřazeným ústředním řídicím zařízením /8/, ke kterým je do příslušné zásuvky /14/ prostřednictvím svazku /2/ kabelů opatřeného zasunovatelnou vidlicí /13/ připojena rukojeť /15/ s hořákem /3/ a spínacím a signalizačním zařízením, tvořeným prvním ovladačem /16/, druhým ovladačem /17/ a návěstním zařízením /19/, vyznačující se tím, že v řídicím obvodu/18/umístěným v rukojeti/15/jsou paralelně v pěti větvích zapojeny v první větvi první světelná dioda /19a/, první generátor /23a/ a převodník /21/, ve druhé větvi druhá světelná dioda /19b/, druhý generátor /23b/ a převodník /21/, ve třetí větvi první spínač /16a/ a třetí generátor /23c/, ve čtvrté větvi druhý spínač /17a/ a čtvrtý generátor /23d/ a v páté větvi třetí spínač /17b/ a pátý generátor /23e/.
2. Zapojení ovladačů svářecího stroje podle nároku 1, vyznačující se tím, že návěstní prvky jsou tvořeny první světelnou diodou /19a/ a druhou světelnou diodou /19b/, mají od sebe odlišnou barvu a intenzita jejich svítivosti je prostřednictvím řídicího obvodu /18/ měnitelná opačně proti smyslu změny modulace přiváděného řídicího proudu.
3. Zapojení ovladačů svářecího stroje podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že spínací zařízení na rukojeti /15/je tvořeno prvním ovladačem /16/ a druhým ovladačem /17/, jimiž jsou ovládány první spínač /16a/ pro sepnutí a vypnutí svařování, druhý spínač /17a/ pro zvyšování intenzity svařovacího proudu a třetí spínač /17b/ pro snižování intenzity svařovacího proudu.
4. Zapojení ovladačů svářecího stroje podle nároků laž3, vyznačující se tím, že k vodiči /9a/ řídicího proudového obvodu, který vede k spínacímu a návěstnímu zařízení, je přiřazen generátor /20/ šířkové impulzové modulace spojený s ústřední řídicí jednotkou /8/ pro vytváření napětí s modulací šířkových impulzů v závislosti na nastaveném výkonu pracovního nářadí, a že součástí řídicího obvodu /18/je převodník /21/, který mění napětí šířkových impulzů na řídicí signály pro svítivost první světelné diody l\9al a druhé světelné diody /19b/.
5. Zapojení ovladačů svářecího stroje podle nároku 1, vyznačující se tím, že každé paralelní větvi proudového obvodu /22/ je přiřazen generátor /23a-23e/, který vyrábí stejnosměrný proud prostý výkyvů.
6. Zapojení ovladačů svářecího stroje podle nároku 1, vyznačující se tím, že na vodiči /9b/ řídicího proudového obvodu vedoucím zpět k ústřední řídicí jednotce /8/ je zapojen měnič /24/, jímž je měněna intenzita řídicího proudu v řídicí signály pro výkonovou část /4/ a zásobovací zařízení.