專利名稱：一種工模具修補機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工模具修補機。
工模具修補機的工作原理為將修補材料(為鋼鐵或不銹鋼或其他合金粉末)置于待修補的工模具表面，并分別作為正負兩極，通過特定的脈沖電能輸出電路從正負兩極輸出能量使它們相互接觸的局部迅速發熱而熔接在一起，從而達到修補工模具的目的。現有的工模具修補機的脈沖電能輸出電路一般都采用大功率可控硅(晶閘管)及脈沖變壓器，其缺點在于一是大功率可控硅容工作于高壓大電流狀態容易產生諧波干擾，二是脈沖變壓器的功率會使輸出能量受到限制，同時脈沖變壓器的存在使修補機具有較大的重量。
本實用新型的目的就在于針對上述現有技術現狀而提供一種諧波干擾少且不必采用脈沖輸出變壓器的工模具修補機。
本實用新型的設計方案是工模具修補機包括輸出正極、輸出負極及其控制電路，輸出正極通過工件連接器與工件電連接，輸出負極通過焊頭與補材電連接，其特征在于所述的輸出正極、輸出負極的控制電路包括電源電路、電容儲能電路和放電控制電路，電容儲能電路包括作為儲能元件的多個相互并聯的低壓大容量電容組和作為開關元件的多個相互并聯的場效應管組，電容組并聯在電源電路的輸出兩端，電容的正極共接直接作為輸出正極，電容的負極共接場效應管組的各源極，場效應管組的各漏極共接作為輸出負極，場效應管組的各控制柵極共接放電控制電路的輸出端。
與現有技術相比，本實用新型采用低壓大電容及場效應管作為儲能放電元件，不必采用脈沖輸出變壓器，因而輸出功率不受其限制，也沒有大功率雙向可控硅產生的諧波干擾，而且全部電路采用低電壓供電，可靠性好，整機重量減輕一半左右。
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圖1為本實用新型的電路原理框圖。
圖2為本實用新型的結構示意圖(電路圖)。其中①為輸出正極，②為工件連接器，③為工件，④為補材，⑤為焊頭，⑥為輸出負極。
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖1、圖2所示，工模具修補機包括輸出正極①、輸出負極⑥及其控制電路，輸出正極①通過工件連接器②與工件③電連接，輸出負極⑥通過焊頭與補材⑤電連接；所述的輸出正極①、輸出負極⑥的控制電路包括電源電路、電容儲能電路和放電控制電路；電源電路順次包括浪涌抑制電阻R1、變壓器B1、B2、熔斷器RD、橋式整流二極管組D1～D4，其中變壓器B1、B2的初級線圈相互并聯，次級線圈相互串聯，而且B2的初級線圈上接有粗調開關K1之K1-1(K1為一雙刀雙擲開關)，K1-1的a、b端與B2的初級線圈相串聯，K1-1的a、c端與其并聯，當開關K1-1的a、c端閉合時，B2的初級線圈被短路而失電，其次級線圈電勢為零，因而輸出電壓降低，可起到粗調輸出功率的作用；電容儲能電路包括多個相互并聯的低壓大容量電容組和多個相互并聯的場效應管組，在本實施例中采用5個電容C1～C5和12個場效應管T1～T12，電容C1～C5的正極共接作為輸出正極①，電容C1～C5的負極共接場效應管組T1～T12的各源極，T1～T12的各漏極共接作為輸出負極⑥，各控制柵極共接放電控制電路的輸出端；在場效應管T1～T12的漏極與電源輸出正極之間串接有一保護二極管D5；當各場效應管T1～T12通時，放電電流從電容C1～C5正極(即輸出正極①)→工件連接器②→工件③→補材④→焊頭⑤→場效應管T1～T12→電容C1～C5負極(即輸出負極⑥)構成完整的放電回路，由于工件連接器②的電阻很小(約10毫歐)，因而絕大部分功率加在工件③與補材④的連接處，使其迅速熔接在一起。
放電控制電路可以采用現有的輸出為可控脈沖信號的控制電路，沒有特殊的要求，在本實施例中公開一種這樣的控制電路，如圖1、圖2所示，包括連續脈沖發生電路、脈寬控制電路、啟動整形電路、輸出激勵電路及功率穩定電路啟動整形電路以運放F2為中心元件，同相端經電阻R41、R42接腳踏啟動開關K2的a端(K2為一單刀雙擲開關)，K2的c端直接接電源，b端接地，其反相端接穩壓二極管D7的負極，穩壓二極管D7與電阻R31串接在電源V的兩端構成一基準電位電源；正反饋電阻R40跨接在F2的同相端與輸出端之間，電容C12的負極接地，正極接電阻R14的另一端；運放F2的輸出端接單次/連續控制開關K3的c端；
連續脈沖發生電路以555芯片TS1為中心元件，配合外圍的電阻R14、R15及電容C6、C7構成一多諧振蕩器，一般振蕩頻率設定在3Hz左右，其輸出端out接控制開關K3的b端，其復位端R接三極管T13的集電極，T13的發射極接地，其基極接電阻R18與R17的共接點，電阻R18、R17串接在運放F2輸出與地之間的回路上，因而三極管T13的基極電位受運放F2的輸出控制；脈寬控制電路以555芯片TS2為中心元件，配合其外圍的三極管T14、電容C9、C10、電阻R19～R23及電位器W1構成一單穩態觸發器，TS2的放電端D、閾值端TH共接三極管T14的集電極，并經電容C9接地，三極管T14的發射極經電阻R23接電源正極，基極經電阻R21接電位器W1、電阻R20后接地，電位器W1的另一端經電阻R19接電源正極，三極管T14、電阻R23、R21、R20、R19及電位器W1構成一可控恒流電路對電容C9充電，恒流值由R23阻值和W1的動點位置決定；電容C8、電阻R22、R29構成一微分觸發電路，其一端接開關K3的a端，另一端接TS2的觸發端TR；輸出激勵電路主要由相互串接的推挽三極管T16、T17構成，它們的基極共接并經電阻R28與TS2的輸出端0UT相連，T16的集電極經電阻R30接12V的電源正極V+,T17的集電極接地，T16、T17共接的發射極即為整個放電控制電路的總輸出端，分別經電阻R2～R13接場效應管T1～T12的控制柵極；改變R30的阻值可調節熔接電流的上升速率。
功率穩定電路以運放F1為中心元件，其同相端經電阻R32接穩壓二極管D7負極，得到基準電位，F1的反相端經電阻R33、R34、R43接儲能電容的正極，電阻R33與電阻R34共接點再接電阻R36后接儲能電容的負極，電阻R35跨接在F1的反相端和輸出端之間，F1的輸出端經電阻R27接脈寬控制電路的TS2之控制端CO；其中電阻R43還并聯有初調開關K1之K1-2的a、c端，當K1的a、c端閉合時，一方面K1-1短路變壓器B2的初級線圈使最后的儲能電容輸出電壓降低，另一方面K1-2同時短路R43，減小電阻(R34+R43)與R36的阻值比，使運放F1的反相端電位基本保持不變，保證F1的工作點基本不變，從而保證整個放電控制電路正常工作。
整個放電控制電路的工作過程為首先由開關K3選擇單次脈沖方式還是連續脈沖方式；當開關K3的a、c端閉合時，即為單次脈沖方式，此時連續脈沖發生電路的輸出不起作用，當啟動整形電路的腳踏啟動開關K2的a、b端閉合時，運放F2的同相端電位低于反相端電位，經電阻R40的正反饋F2的輸出端被鎖定在低電位，此后只要K2的a、c端不閉合，F2也就保持輸出低電位不變，避免了因觸點抖動引起的誤觸發；F2輸出的負跳變通過C8、R22等構成的微分電路觸發脈寬控制電路，TS2輸出端OUT輸出高電平，經輸出激勵電路放大后控制場效應管組T1～T12導通，于是儲能電容組C1～C5一起向工件及補材放電，與次同時電容C9被由三極管T14、電阻R23、R21、R20、R19及電位器W1構成的恒流電路充電，當電容C9上的電壓超過TS2的控制端CO電位時，TS2輸出端OUT翻轉恢復至穩態，場效應管組T1～T12關斷，電容組C1～C5停止放電而開始重新充電；當開關K3的a、b端閉合時，連續脈沖發生電路輸出起作用，即為連續脈沖方式；當開關K2的a、c端閉合時(K2復位)，運放F2輸出高電平，三極管T3導通，TS1的復位端R為零電位，TS1不工作，而當開關a、b端閉合時，運放F2輸出低電壓，三極管T13截止使TS1的R端由0V變為約12V，振蕩電路起振，脈沖信號從TS1的輸出端OUT輸出，經開關K3、電容C8觸發脈寬控制電路，使TS2輸出頻率為約3Hz的寬度可調高電平脈沖，經輸出激勵電路放大后控制場效應管組T1～T12間隔導通，使儲能電容組間隔放電。
權利要求1．一種工模具修補機，包括輸出正極、輸出負極及其控制電路，輸出正極通過工件連接器與工件電連接，輸出負極通過焊頭與補材電連接，其特征在于所述的輸出正極、輸出負極的控制電路包括電源電路、電容儲能電路和放電控制電路，電容儲能電路包括作為儲能元件的多個相互并聯的低壓大容量電容組和作為開關元件的多個相互并聯的場效應管組，電容組并聯在電源電路的輸出兩端，電容的正極共接直接作為輸出正極，電容的負極共接場效應管組的各源極，場效應管組的各漏極共接作為輸出負極，場效應管組的各控制柵極共接放電控制電路的輸出端。
2．如權利要求1所述的工模具修補機，其特征在于所述的放電控制電路包括連續脈沖發生電路、脈寬控制電路、啟動整形電路、輸出激勵電路a)啟動整形電路以運放F2為中心元件，同相端經電阻R41、R42接腳踏啟動開關K2的a端，K2為一單刀雙擲開關，K2的c端直接接電源，b端接地，其反相端接基準電位電源，正反饋電阻R40跨接在F2的同相端與輸出端之間，運放F2的輸出端接單次/連續控制開關K3的c端；b)連續脈沖發生電路以555芯片TS1為中心元件，配合外圍的電阻R14、R15及電容C6、C7構成一多諧振蕩器，其輸出端out接控制開關K3的b端，其復位端R接三極管T13的集電極，T13的發射極接地，其基極接電阻R18與R17的共接點，電阻R18、R17串接在運放F2輸出與地之間的回路上；c)脈寬控制電路以555芯片TS2為中心元件，配合其外圍的三極管T14、電容C9、C10、電阻R19～R23及電位器W1構成一單穩態觸發器，三極管T14、電阻R23、R21、R20、R19及電位器W1構成一可控恒流電路對電容C9充電，電容C8、電阻R22、R29構成一微分觸發電路，其一端接開關K3的a端，另一端接TS2的觸發端TR；d)輸出激勵電路主要由相互串接的推挽三極管T16、T17構成，它們的基極共接并經電阻R28與TS2的輸出端OUT相連，T16的集電極經電阻R30接電源正極V+,T17的集電極接地，T16、T17共接的發射極即為整個放電控制電路的總輸出端。
3．如權利要求2所述的工模具修補機，其特征在于所述的放電控制電路還包括有功率穩定電路以運放F1為中心元件，其同相端接基準電位電源，反相端經電阻R33、R34、R43接儲能電容的正極，電阻R33與電阻R34共接點再接電阻R36后接儲能電容的負極，電阻R35跨接在F1的反相端和輸出端之間，F1的輸出端經電阻R27接脈寬控制電路的TS2之控制端CO。
4．如權利要求2和3所述的工模具修補機，其特征在于所述的基準電位電源由串接在電源V的兩端的穩壓二極管D7與電阻R31構成。
5．如權利要求1或3所述的工模具修補機，其特征在于所述的電源電路順次包括浪涌抑制電阻R1、變壓器B1、B2、熔斷器RD、橋式整流二極管組D1～D4，其中變壓器B1、B2的初級線圈相互并聯，次級線圈相互串聯，而且B2的初級線圈上接有粗調開關K1之K1-1,K1為一雙刀雙擲開關,K1-1的a、b端與B2的初級線圈相串聯，K1-1的a、c端與其并聯；初調開關K1之K1-2的a、c端并聯在電阻R43的兩端。
專利摘要一種工模具修補機,包括輸出正極、輸出負極及其控制電路,其控制電路包括采用多個相互并聯的低壓大容量電容組作為儲能元件、多個相互并聯的場效應管組作為電容放電開關元件,以手動/連續可控脈沖信號電路作為放電控制電路,從而避免采用大功率可控硅及脈沖輸出變壓器,因而輸出功率不受其限制,也沒有大功率雙向可控硅產生的諧波干擾,全部電路采用低電壓供電,可靠性好,整機重量減輕一半左右。
文檔編號B23K11/26GK2313701SQ97242910
公開日1999年4月14日 申請日期1997年12月11日 優先權日1997年12月11日
發明者宣浩 申請人:宣浩