專利名稱：一種直流鎢極氬弧焊機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流鎢極氬弧焊機，屬于氬弧焊機的改進。
中國專利94230776(公告號2213042Y)公開了一種直流脈沖鎢極氬弧焊機，這種結構的氬弧焊機由于采用集成化程度比較低的集成時基電路和運算放大器等集成塊，外圍電路多、結構復雜，造成電流調節范圍不寬、引弧慢、穩定性差、抗干擾性不強、可靠性低。
本實用新型的目的是提供一種元件集成化程度高、外圍元件少、結構簡單、合理、性能穩定、可靠的直流鎢極氬弧焊機。
本實用新型包括主變壓器T1、全波整流電路、自動控制模板、焊接程序控制及維弧電路、高頻起弧電路、阻容吸收及高頻耦合電路，其特征在于自動控制模板由電流給定電路、電流反饋及放大電路、PID調節電路、移相觸發及同步電路、隔離驅動電路、電源控制電路組成，其中電流給定電路和電流反饋及放大電路的輸出端與PID調節電路的輸入端相連接，PID調節電路的輸出端與移相觸發及同步電路的輸入端相連接，移相觸發及同步電路的輸出端與隔離驅動電路的輸入端相連接，隔離驅動電路的輸出端分別與全波整流電路和焊接程序控制及維弧電路相連接。
本實用新型由于采用將高精度、高集成化的半導體器件優化組合的結構，大大減少了電路的外圍無件，使電路結構更加簡單、合理，同時使電路的性能更加穩定、可靠，增大電路的電流調節范圍，動態特性和靜態特性好，控制精度高，提高電路的抗干擾性并適應各種恒流特性的直流焊機。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的基本結構和工作原理
圖1是本實用新型的電原理方框圖，其中虛線框內為自動控制模板的電原理方框圖；圖2是本實用新型的自動控制模板的電原理示意圖；圖3是本實用新型實施例的結構方框圖；如
圖1-圖3所示，本實用新型包括主變壓器T1、全波整流電路、自動控制模板、焊接程序控制及維弧電路、高頻起弧電路、阻容吸收及高頻耦合電路，其中自動控制模板由電流給定電路、電流反饋及放大電路、PID調節電路、移相觸發及同步電路、隔離驅動電路、電源控制電路組成，電流給定電路包括電位器RP1、RP2、RP3，其中電位器RP1的一端接給定電壓，其另一端與自由端并接后接電位器RP2的一端，電位器RP2另一端接電位器RP3，電位器RP2的自由端為電流給定電路的輸出端并與PID調節電路的輸入端相接，電位器RP3的另一端與其自由端并接后接地。電流反饋及放大電路包括運算放大器U11、電阻R12、R13、R14，其中運算放大器U11采用P放大的集成塊op-07，電阻R12、R13為反饋取樣電阻其一端分別接運算放大器U11的正、負輸入端，另一端與反饋信號連接，電阻R14并接在運算放大器U11的負輸入端與輸出端之間，運算放大器U11的輸出端與PID調節電路的輸入端相接。PID調節電路包括運算放大器U10、電阻R1、R2、R3、R4，電容C1、C2、C3，二極管D1、D2，其中運算放大器U10采用集成塊OP-07，電阻R3與電容C1并聯后與電阻R1串聯再與電阻R2并聯接運算放大器U10的負輸入端，且電阻R1、R2的另一端分別接電流反饋及放大電路和電流給定電路的輸出端，電阻R4與電容C2串聯后與電容C3并聯再并接在運算放大器U10的負輸入端與輸出端之間，二極管D1、D2極性相反地并聯在運算放大器U10的負輸入端與正輸入端之間。移相觸發及同步電路包括運算放大器U8、U9，整流橋ZD，三極管Q1、電阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，電容C5、C6、C7、C8，二極管D3、D4，穩壓管Z1、Z2，其中運算放大器U8、U9采用upc324C，三極管Q1采用min13003，運算放大器U9，整流橋ZD，電阻R5、R6、R7、R8，電容C5、C6、C7，二極管D3、D4，穩壓管Z1、Z2組成同步電路；運算放大器U8，三極管Q1，電阻R9、R10、R11，電容C8組成移相電路，其中電阻R5，電容C5并接在整流橋ZD兩輸入端之間，電阻R6并接在整流橋ZD兩輸出端之間，穩壓管Z1、二極管D4串接在整流橋ZD的正輸入端上，其另一端接地，穩壓管Z2串接在整流橋ZD的負輸入端上，其另一端接地，二極管D3與電容C6串接在整流橋ZD的正輸入端與運算放大器U9的負輸入端之間，電阻R8并接在運算放大器U9的負輸入端與整流橋ZD的負輸出端之間，電阻R7串接在運算放大器U9的輸出端與二極管D1之間，電容C7串接在運算放大器U9的輸出端上作為同步電壓Vd的輸出端與移相電路的輸入端相接；電阻R9串接運算放大器U8的負輸入端與控制電壓Uk之間，電阻R10串接在運算放大器U8的正輸入端與同步電壓Ud之間，電容C8串接在運算放大器U8的輸出端與三極管Q1的基極之間，三極管Q1的集電極接標準電源，三極管Q1的發射極通過電阻R11接地，且三極管Q1的發射極分別通過二極管作為移相電路的輸出端與隔離驅動電路的輸入端相接。隔離驅動電路主要包括光電耦合器U1、U2，其中U1、U2采用集成塊MOS3020，光電耦合器U1、U2的輸入端分別與移相觸發電路的兩輸出端相接，光電耦合器U1、U2的輸出端分別與全波整流電路的兩晶閘管相接。為進一步優化本實用新型的結構，使其結構更加簡單、合理，提高其工作的穩定性、可靠性，全波整流電路由兩晶閘管SCR1、SCR2和續流二極管D組成，其中兩晶閘管SCR1、SCR2的一極分別與主變壓器T1的次級線圈的兩端頭和自動控制模板WSM·PCB的隔離驅動電路的兩輸出端相接，其另一極并接后與續流二極管D的一端相接，續流二極管D的另一端與主變壓器T1的次級線圈的中心抽頭相接，兩晶閘管SCR1、SCR2與續流二極管D組成的全波整流電路并聯接在焊機的主工作回路中。焊接程序控制及維弧電路包括焊接程序開關轉換電路、送氣控制電路、引弧控制電路、維弧控制電路、維弧電流取樣電路，其中焊接程序開關轉換電路的輸出端分別與送氣控制電路、引弧控制電路、維弧控制電路、維弧電流取樣電路的輸入端相接，送氣控制電路的輸出端與送氣電磁閥相接，引弧控制電路的輸出端與高頻起弧電路相接。為減少高頻起弧電路對其它電路的高頻輻射，并使其起弧容易，減化電路結構、降低重量，高頻起弧電路采用高頻振蕩升壓的電子點火電路。
本實用新型的基本工作原理及過程如下啟動電源開關K，主變壓器T1接通，焊接程序控制及維弧電路隨之接通工作，焊接程序開關轉換電路啟動送氣控制電路打開送氣電磁閥提前0.3秒供氣給焊炬，同時焊接程序開關轉換電路啟動維弧控制電路和高頻起焊控制電路，使維弧電路和高頻起弧電路進入工作狀態，同時自動控制模板WSM·PSB的電源控制電路導通，產生標準電源供給自動控制模板WSM·PSB的各控制電路，使其工作在受控狀態下，此時電流給定電路和電流反饋及放大電路分別將電壓信號輸入至PID調節電路的負輸入端，PID調節電路輸出一相應電壓信號Uk至移相觸發電路的運算放大器U8的反相端，同步電路則輸出一鋸齒波電壓Ud至移相觸發電路的運算放大器U8的同相端，運算放大器U8工作在開環狀態下，當Uk＝Ud時，移相觸發電路輸出一方波脈沖信號，經C8驅動三極管Q1進行脈沖電流放大，三極管Q1輸出一放大的脈沖信號至采用MOC3021的兩光電耦合器U1、U2隔離驅動電路，光電耦合器U1、U2分別觸發主電路的正、負半波工作的兩晶閘管SCR1、SCR2，高頻起弧電路通過升壓電路擊穿焊炬，完成點火工作，此時維弧電路導通，維弧取樣電路的繼電器K2導通，吸合其控制觸點，使繼電器K2在高頻起弧電路上的常閉觸點跳開，斷開高頻起弧電路，進入正常焊接工作；當工件焊接完畢時，關閉主電源開關K，主變壓器T1斷開，移相觸發電路和維弧電路相應斷開，程序控序控制電路的時基定時電路延時5秒切斷送氣電磁閥，停止焊接工作，從而完成一個焊接的周期工作。
權利要求1.一種直流鎢極氬弧焊機，包括主變壓器T1、全波整流電路、自動控制模板、焊接程序控制及維弧電路、高頻起弧電路、阻容吸收及高頻耦合電路，其特征在于自動控制模板由電流給定電路、電流反饋及放大電路、PID調節電路、移相觸發及同步電路、隔離驅動電路、電源控制電路組成，其中電流給定電路和電流反饋及放大電路的輸出端與PID調節電路的輸入端相連接，PID調節電路的輸出端與移相觸發及同步電路的輸入端相連接，移相觸發及同步電路的輸出端與隔離驅動電路的輸入端相連接，隔離驅動電路的輸出端分別與全波整流電路和焊接程序控制及維弧電路相連接。
2.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述全波整流電路由兩晶閘管和續流二極管組成，其中兩晶閘管的一極分別與主變壓器T1的次級線圈的兩端頭相接，其另一極并接后與續流二極管的一端相接，續流二極管的另一端與主變壓器T1的次級線圈的中心抽頭相接，兩晶閘管與續流二極管組成的全波整流電路并聯接在焊機焊炬的工作回路中。
3.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述焊接程序控制及維弧電路包括焊接程序開關轉換電路、送氣控制電路、引弧控制電路、維弧控制電路、維弧電流取樣電路，其中焊接程序開關轉換電路的輸出端分別與送氣控制電路、引弧控制電路、維弧控制電路、維弧電流取樣電路的輸入端相接，送氣控制電路的輸出端與送氣電磁閥相接，引弧控制電路的輸出端與高頻起弧電路相接。
4.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述自動控制模板的電流給定電路包括電位器RP1、RP2、RP3，其中電位器RP1的一端接給定電壓，其另一端與自由端并接后接電位器RP2的一端，電位器RP2另一端接電位器RP3，電位器RP2的自由端為電流給定電路的輸出端并與PID調節電路的輸入端相接，電位器RP3的另一端與其自由端并接后接地。
5.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述自動控制模板的電流反饋及放大電路包括運算放大器U11、電阻R12、R13、R14，其中運算放大器U11采用P放大的集成塊op-07，電阻R12、R13為反饋取樣電阻其一端分別接運算放大器U11的正、負輸入端，另一端與反饋信號連接，電阻R14并接在運算放大器U11的負輸入端與輸出端之間，運算放大器U11的輸出端與PID調節電路的輸入端相接。
6.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述自動控制模板的PID調節電路包括運算放大器U10、電阻R1、R2、R3、R4，電容C1、C2、C3，二極管D1、D2，其中運算放大器U10采用集成塊OP-07，電阻R3與電容C1并聯后與電阻R1串聯再與電阻R2并聯接運算放大器U10的負輸入端，且電阻R1、R2的另一端分別接電流反饋及放大電路和電流給定電路的輸出端，電阻R4與電容C2串聯后與電容C3并聯再并接在運算放大器U10的負輸入端與輸出端之間，二極管D1、D2極性相反地并聯在運算放大器U10的負輸入端與正輸入端之間。
7.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述自動控制模板的移相觸發及同步電路包括運算放大器U8、U9，整流橋ZD、三極管Q1、電阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，電容C5、C6、C7、C8，二極管D3、D4，穩壓管Z1、Z2，其中運算放大器U8、U9采用upc324C，三極管Q1采用min13003，運算放大器U9，整流橋ZD，電阻R5、R6、R7、R8，電容C5、C6、C7，二極管D3、D4，穩壓管Z1、Z2組成同步電路；運算放大器U8，三極管Q1，電阻R9、R10、R11，電容C8組成移相電路，其中電阻R5，電容C5并接在整流橋ZD兩輸入端之間，電阻R6并接在整流橋ZD兩輸出端之間，穩壓管Z1、二極管D4串接在整流橋ZD的正輸入端上，其另一端接地，穩壓管Z2串接在整流橋ZD的負輸入端上，其另一端接地，二極管D3與電容C6串接在整流橋ZD的正輸入端與運算放大器U9的負輸入端之間，電阻R8并接在運算放大器U9的負輸入端與整流橋ZD的負輸出端之間，電阻R7串接在運算放大器U9的輸出端與二極管D1之間，電容C7串接在運算放大器U9的輸出端上作為同步電壓Vd的輸出端與移相電路的輸入端相接；電阻R9串接運算放大器U8的負輸入端與控制電壓Uk之間，電阻R10串接在運算放大器U8的正輸入端與同步電壓Ud之間，電容C8串接在運算放大器U8的輸出端與三極管Q1的基極之間，三極管Q1的集電極接標準電源，三極管Q1的發射極通過電阻R11接地，且三極管Q1的發射極分別通過二極管作為移相電路的輸出端與隔離驅動電路的輸入端相接。
8.根據權利要求1所述直流鎢極氬弧焊機，其特征在于上述隔離驅動電路主要包括光電耦合器U1、U2，其中U1、U2采用集成塊MOS3020，光電耦合器U1、U2的輸入端分別與移相觸發電路的兩輸出端相接，光電耦合器U1、U2的輸出端分別與全波整流電路的兩晶閘管相接。
專利摘要一種直流鎢極氬弧焊機。本實用新型包括主變壓器T1、全波整流電路、自動控制模板、焊接程序控制及維弧電路、高頻起弧電路、阻容吸收及高頻耦合電路,其特征在于自動控制模板由電流給定電路、電流反饋及放大電路、PID調節電路、移相觸發及同步電路、隔離驅動電路、電源控制電路組成。本實用新型由于采用半導體器件優化組合的結構,電路結構更加簡單、合理,電路的性能更加穩定、可靠,電流調節范圍寬,抗干擾性強。
文檔編號B23K9/167GK2339343SQ9821656
公開日1999年9月22日 申請日期1998年7月2日 優先權日1998年7月2日
發明者杜長福 申請人:廣州市烽火實業有限公司