電焊機焊接電流遙控調節裝置的製作方法

2023-06-04 04:32:31

專利名稱：電焊機焊接電流遙控調節裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能遙控調節電焊機焊接電流的裝置。
由於在焊接時，特別是在一些大型金屬結構件製作、工地現場安裝焊接時，焊接工位與電焊機往往相距較遠。而且，由於母材的材料、厚度、焊接位置的變化，往往需要經常調節焊接電流。如果經常來往於工位與焊機之間來調節焊接電流，會降低工作效率，且有許多不便。因此，在這種情況下希望在焊接工位即可調節焊接電流，即對焊接電流進行遙控。在實際應用中，一般採用遙控盒通過控制電纜來調節焊接電流。但這種方法除了焊接電纜外還需要另加一條控制電纜，使焊工攜帶不便，特別是在現場安裝、高空作業時，使用、操作都很不方便。
為解決這個問題，在中國專利CN2080883U中提出這樣一個方案。一電焊機電流遙調器由遙調盒和控制器組成，裝有振蕩器和電位器的遙調盒產生一脈動電流通過焊接電纜傳出，然後由一互感器取出信號經放大後送到計數器計數，然後將計數值送入數模變換器將計數值變為模擬量後經一放大器放大後調節焊接電流。但由於其中數模變換器的取數及計數器的清零是由一振蕩器產生的時鐘脈衝經微分後進行的，而該振蕩器不斷地產生時鐘脈衝，使數模變換器和計數器不斷地取數和清零，數模變換器無法保持一穩定的輸出，因而該電焊機電流遙調器難以正常調節焊接電流。而且該控制器無法識別焊接電流與遙調盒產生的脈動電流，容易受到幹擾，很難正常焊接。
本實用新型的目的是提供一個不需要專門控制電纜，在焊接工位使用一信號發射器發出一頻率連續可調的控制信號，並利用焊接電纜將控制信號送到接收控制器，對電焊機進行焊接電流調節，使電焊機輸出所需要的焊接電流值，使焊接電流的調節迅速、方便、準確，並且抗幹擾能力強，工作可靠。
本實用新型的目的是這樣實現的電焊機焊接電流遙控調節裝置由信號發射器(1)和接收控制器組成，接收控制器由信號接收器(6)、放大器(7)、頻率-電壓轉換器(8)、信號識別器(9)、放大控制器(10)組成，將信號發射器(1)的兩端分別與焊鉗(3)、焊件(2)相連，信號發射器(1)可產生頻率連續可調的控制信號，並通過焊接電纜(4)將控制信號送出，控制信號由信號接收器(6)從焊接電纜(4)上取出並經放大器(7)放大後送入頻率-電壓轉換器(8)，頻率-電壓轉換器(8)將控制信號的頻率轉換為控制電壓，因控制信號的頻率較穩定，而焊接等產生的幹擾信號的頻率很不穩定，所以信號識別器(9)利用這點對輸入的信號進行識別，當輸入信號為控制信號時，信號識別器(9)發出一識別信號使頻率-電壓轉換器(8)將控制信號的頻率轉換為控制電壓並通過放大控制器(10)放大後作為給定電壓輸入到電焊機焊接電流調節電路中調節焊接電流。如輸入信號不是控制信號，則信號識別器(9)不發出識別信號，頻率-電壓轉換器(8)對該輸入信號不響應，保持原輸出焊接電流。
對於直流電焊機，因為一般是通過調節輸入到電焊機焊接電流調節電路的給定電壓來調節焊接電流的，所以將頻率-電壓轉換器(8)輸出的控制電壓經放大控制器(10)放大後作為給定電壓來調節焊接電流。但對於交流電焊機，因一般是利用機械裝置調節焊接電流的，所以用一比例控制器代替放大控制器(10)，將頻率-電壓轉換器(8)輸出的控制電壓通過比例控制器控制電動機的轉動，電動機通過機械傳動機構(11)帶動電焊機(5)焊接電流調節裝置(51)調節焊接電流。
為了提高本裝置的抗幹擾能力，將信號發射器(1)產生的控制信號調製在一載波信號上通過焊接電纜(4)發出，在放大器(7)內裝有濾波器和檢波器。濾波器只允許載波信號通過，而不允許其它頻率的幹擾信號通過，從而提高了本裝置的抗幹擾能力。放大後的載波信號經濾波器送入檢波器，檢波器將載波信號解調為控制信號後送入頻率-電壓轉換器(8)和信號識別器(9)。
將信號發射器(1)發出的控制信號分為識別控制信號和調節控制信號，識別控制信號和調節控制信號是順序發出的，當接收控制器內的信號識別單元(9)收到識別控制信號並等到識別控制信號停止發出時，輸出一識別信號給頻率-電壓轉換器(8)，使頻率-電壓轉換器(8)將調節控制信號的頻率轉換為控制電壓。
為了進一步提高本遙控裝置的抗幹擾能力，特別是對於在焊接時會產生高頻幹擾信號的電焊機，可以在信號接收器(6)與放大器(7)之間或在放大器(7)與其電源之間串接一信號開關，而信號開關的接通或斷開通過信號開關控制電路由電焊機(5)的輸出電壓決定。當電焊機(5)接信號發射器(1)時，電焊機(5)輸出電壓接近空載電壓，一般在60～90V之間，此電壓通過信號開關控制電路將信號開關接通，使控制信號可以輸入到頻率-電壓轉換器(8)內，去調節焊接電流。而焊接時，電焊機(5)輸出電壓較低，一般在20～35V之間，此電壓通過信號開關控制電路將信號開關斷開，使幹擾信號無法進入頻率-電壓轉換器(8)內。
本實用新型使用一信號發射器發出一頻率連續可調的控制信號，利用焊接電纜將控制信號送出，不需另加控制電纜，使焊工可以更方便地調節焊接電流。利用調節信號發射器所發出控制信號的頻率，在接收控制器內對輸入的控制信號識別後將控制信號的頻率轉換為一控制電壓，該控制電壓經放大後作為給定電壓輸入到電焊機焊接電流調節電路中，從而使電焊機輸出相應的焊接電流，使焊接電流的調節迅速、準確。另外控制信號可調製在一載波信號上發出，在接收控制器內經濾波、解調，可以有效地阻止幹擾信號的幹擾，使遙控裝置能可靠地工作。
本實用新型的構成由以下實施例及其附圖給出。


圖1為本實用新型的構成原理圖。
圖2為本實用新型電動機帶動動圈式電焊機焊接電流調節機構示意圖。
圖3為本實用新型信號發射器的一實施例的電氣原理圖。
圖4為本實用新型信號發射器的另一實施例的電氣原理圖。
圖5為本實用新型信號接收器、放大器的實施例的電氣原理圖。
圖6為本實用新型頻率-電壓轉換器、信號識別器、放大控制器的實施例的電氣原理圖。
圖7為本實用新型放大控制器一放大電路的另一實施例的電氣原理圖。
圖8為本實用新型信號接收器的另一實施例的電氣原理圖。
圖9為本實用新型信號識別器的另一實施例的電氣原理圖。
圖10為本實用新型頻率-電壓轉換器、信號識別器、比例控制器的一實施例的電氣原理圖。
圖11為本實用新型信號發射器的另一實施例的電氣原理圖。
圖12為本實用新型信號發射器的另一實施例的電氣原理圖。
圖13為本實用新型頻率-電壓轉換器、信號識別器的另一實施例的電氣原理圖。
圖14為本實用新型信號開關及其控制電路的實施例的電氣原理圖。
圖15為本實用新型信號開關及其控制電路的另一實施例的電氣原理圖。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體構成及工作情況。
本裝置由信號發射器(1)與接收控制器組成，接收控制器由信號接收器(6)、放大器(7)、頻率-電壓轉換器(8)、信號識別器(9)、放大控制器(10)組成，見
圖1。
當信號發射器(1)(圖3的實施例)的兩端a1、a2分別接在焊鉗(3)與焊件(2)之間時，電焊機(5)的電流經過由二極體VD1～VD4組成的整流電橋進入信號發射器(1)，當電焊機為直流焊機時，無論是a1接電焊機的正極還是a2接電焊機的正極，均能保證a3點為高電位，a4點為低電位。這樣在進行遙控調節焊接電流時，不必考慮電焊機(5)及信號發射器(1)的極性問題。電阻R1和穩壓二極體VD5串聯後連接在a3和a4兩點之間，將電焊機(5)的輸出電壓降壓穩壓後供給由與非門YF1、YF2、YF3、YF4等組成的兩個多諧振蕩器使用。與非門YF1、YF2、YF3、YF4為四2輸入端與非門集成電路CC4011的四個與非門，其中與非門YF1、YF2與電容C1、電阻R3、電位器RP1組成一控制信號發生振蕩器，通過調節電位器RP1可以產生不同頻率的振蕩信號作為控制信號。與非門YF3、YF4與電阻R4、R5、電容C2組成一載波信號發生振蕩器，用以產生頻率為f0的載波信號。將控制信號發生振蕩器產生的控制信號輸入到與非門YF3的一個輸入端內，可將控制信號調製在頻率為f0的載波信號上，並經三極體VT1、VT2放大後通過a1、a2送入焊接電纜(4)。
圖5為信號接收器、放大器的電氣原理圖。由電流互感器TA1、電阻R17組成的信號接收器(6)將載波信號從焊接電纜(4)上取出後送至放大器(7)。放大器(7)由電阻R18、二極體VD6、VD7、同相放大器、帶通濾波器、電位器RP3、檢波器及施密特觸發器IC3組成。同相放大器由運算放大器IC1、電阻R19、R20組成，帶通濾波器由運算放大器IC2、電容C6、C7、電阻R21～R24組成，檢波器由電阻R25、電容C8、二極體VD8、VD9、電容C9、電阻R26組成。由信號接收器(6)取出的控制信號經二極體VD6、VD7限幅後輸入到同相放大器放大，放大後的載波信號經帶通濾波器濾波並經電位器RP3分壓後送入檢波器將載波信號解調為控制信號，解調後的控制信號經施密特觸發器IC3整形後分別送入頻率-電壓轉換器(8)與信號識別器(9)。其中運算放大器IC1、IC2為運算放大器集成電路LM324，施密特觸發器IC3為四2輸入端施密特觸發器集成電路CC4093。
圖4為信號發射器(1)的另一實施例。信號發射器(1)的電源由電池G1供給，與非門YF5、YF6與電容C3、電位器RP2、電阻R11組成一控制信號發生振蕩器，通過調節電位器RP2的值可以產生不同頻率的振蕩信號作為控制信號，當按下按鈕開關SB1時控制信號發生振蕩器即可工作產生控制信號。與非門YF7、YF8與電阻R12、R13、電容C4組成一載波信號發生振蕩器，用以產生頻率為f0的載波信號。與非門YF5、YF6、YF7、YF8為四二輸入端與非門集成電路CC4011的四個與非門。將控制信號發生振蕩器產生的控制信號輸入到與非門YF7的一個輸入端內，可將控制信號調製在頻率為f0的載波信號上，並經三極體VT3放大後通過a1送入焊接電纜(4)。當採用圖4的信號發射器(1)時，應採用圖8所示的信號接收器代替由電流互感器TA1、電阻R17組成的信號接收器。 b1、b2分別接在電焊機(5)的兩輸出端a5、a6上，電容C16、C17、電阻R70組成的高通濾波器濾掉低頻幹擾信號，而載波信號經變壓器T1耦合後送至放大器(7)。
圖6為頻率-電壓轉換器、信號識別器及放大控制器的電氣原理圖。信號識別器(9)由第一微分器、第二微分器、時鐘信號發生器、或門H1、H2、寄存器IC4、多輸入端或非門IC5、計數器IC6及第三微分器組成。其中第一微分器由電容C10、電阻R27組成，第二微分器由電容C12、電阻R30組成，第三微分器由電容C13、電阻R31組成，時鐘信號發生器由非門F1、F2、F3、電阻R28、R29、電容C11組成。或門H1、H2為四2輸入端或門集成電路CC4071，寄存器IC4為雙4位串入-並出移位寄存器集成電路CC4015，多輸入端或非門IC5為8輸入端或非門/或門集成電路CC4078，計數器IC6為7位二進位串行計數器/分頻器集成電路CC4024，非門F1、F2、F3為六反相器集成電路CC4069的三個非門。由放大器(7)輸出的控制信號經第一微分器微分後輸入到或門H1的一輸入端及寄存器IC4的數據輸入端7腳，寄存器的另一數據輸入端15腳與寄存器的一輸出端10腳相連。時鐘信號發生器發出的時鐘脈衝信號經第二微分器微分後輸入到或門H1的另一輸入端及或門H2的一輸入端，或門H1的輸出端與寄存器IC4的時鐘脈衝輸入端1腳、9腳相連。寄存器IC4的輸出端與多輸入端或非門IC5的輸入端分別相連，多輸入端或非門IC5的輸出端與計數器IC6的清零端2腳相連，計數器IC6的一輸出端5腳與或門H2的另一輸入端及第三微分器相連，或門H2的輸出端與計數器IC6的時鐘脈衝輸入端1腳相連。當輸入信號為控制信號時，使寄存器IC4的輸出端中總有一端輸出高電平，使多輸入端或非門IC5輸出低電平，計數器IC6對時鐘信號發生器發出的時鐘脈衝計數，經過一段時間，從計數器IC6的輸出端5腳輸出一高電平，經第三微分器微分後產生一識別信號輸入到頻率-電壓轉換器(8)。當輸入信號為幹擾信號時，因其頻率不穩定，在一定時間內幹擾信號的頻率不都大於或等於控制信號的最低頻率，不能使多輸入端或非門IC5輸出一定時間的低電平，也使計數器IC6的輸出端5腳輸出不了高電平，發不出識別信號。頻率-電壓轉換器(8)由計數器、定時器、D/A轉換器等組成。其中計數器由三個BCD計數器IC8～IC10串連組成，定時器由定時器集成電路IC7、電阻R32、電容C14、C15組成，D/A轉換器由電阻R33～R59構成的R-2R梯形電阻網絡及運算放大器IC11、電阻R60、R61組成。放大控制器(10)由電阻R62～R65、二極體VD10、VD11、穩壓二極體VD21、運算放大器IC12組成，其中定時器集成電路IC7為定時器集成電路NE555，BCD計數器IC8～IC10為可預置數BCD加/減計數器集成電路CC4510，運算放大器IC11、IC12為運算放大器集成電路μA747。由放大器(7)輸出的控制信號分別輸入到BCD計數器IC8～IC10的脈衝輸入端15腳，信號識別器(9)的輸出端與計數器IC8～IC10的清零端9腳相連，並經非門F4反相後與定時器集成電路IC7的觸發端2腳相連。定時器集成電路IC7的輸出端3腳經非門F5與計數器IC8的進位輸入端5腳相連。非門F4、F5為六反相器集成電路CC4069的二個非門。計數器IC8～IC10的輸出端與D/A轉換器的輸入端分別相連，D/A轉換器的輸出端與放大控制器(10)的輸入端電阻R63相連。當輸入信號為控制信號時，信號識別器(9)輸出一識別信號，將計數器IC8～IC10清零，並經非門F4反相後給定時器集成電路IC7一觸發信號，使定時器開始定時。在定時期間，計數器對控制信號進行計數，計數器輸出的數字量通過D/A轉換器轉換為模擬量。經運算放大器IC11輸出的是和計數器的輸出成比例的控制電壓。D/A轉換器輸出的控制電壓經電阻R63、二極體VD10輸入到由運算放大器IC12、電阻R64、R65組成的同相放大器的同相輸入端。如電焊機(5)的焊接電流的調節是通過輸入到電焊機(5)內的焊接電流調節電路的給定電壓的大小進行調節的，則由運算放大器IC12的輸出端將放大後的控制電壓做為給定電壓輸入到電焊機(5)的焊接電流調節電路。為了保證在計數器的計數值為零或很小值時仍能給電焊機(5)的焊接電流調節電路一定的給定電壓值，在電源V+與地之間串連電阻R62與穩壓二極體VD21，經穩壓二極體VD21穩壓後的電壓經二極體VD11輸入到運算放大器IC12的同相輸入端。穩壓二極體VD21穩壓後的電壓經放大後作為給定電壓可以保證電焊機(5)能輸出最小輸出焊接電流。
因有些電焊機的給定電壓值很高，所以經運算放大器IC12輸出的電壓應經圖7所示的放大電路進一步放大。運算放大器IC12輸出的電壓經光電耦合器LED1耦合後再經三極體VT4放大後做為給定電壓輸入到電焊機(5)的焊接電流調節電路中。
圖9為信號識別器的另一實施例的電氣原理圖。信號識別器(9)由第四微分器、三極體VT5、定時器、積分器、二極體VD12、施密特觸發器IC14、第五微分器組成。其中第四微分器由電阻R72、電容C18組成，定時器由定時器集成電路IC13及電阻R73、電容C19、C20組成，積分器由電阻R74及電容C21組成，第五微分器由電阻R75及電容C22組成。其中定時器集成電路IC13為定時器集成電路NE555，施密特觸發器IC14為四2輸入端施密特觸發器集成電路CC4093。放大器(7)輸出的控制信號經第四微分器輸入到定時器集成電路IC13的觸發端2腳及三極體VT5的基極，三極體VT5的發射極及集電極分別連在定時器的定時元件電容C19的兩端。定時器集成電路IC13的輸出端3腳通過積分器與施密特觸發器IC14的輸入端相連，積分器的輸出端還通過二極體VD12與積分器的輸入端相連，施密特觸發器IC14的輸出端與第五微分器相連。控制信號經第四微分器給定時器集成電路IC13的觸發端2腳一負脈衝，由定時器集成電路IC13的輸出端3腳輸出一高電平信號。由於控制信號經第四微分器按一定的頻率給三極體VT5的基極一負脈衝信號，使電容C19經三極體VT5放電，使定時器集成電路IC13的6腳的電平達不到正向閾值電平，因而定時器集成電路IC13的輸出端3腳一直保持高電平。當輸入信號為幹擾信號時，因幹擾信號的頻率不穩定，在一定時間內總有兩個負脈衝的間隔大於定時器所定的時間，使定時器集成電路IC13的輸出端3腳輸出低電平，從而使定時器集成電路IC13的輸出端3腳無法保持一定時間的高電平。如輸入信號為控制信號，則定時器集成電路IC13的輸出端3腳的高電平能保持一定的時間，當積分器的輸出電壓達到施密特觸發器IC14的正向閾值電壓時，施密特觸發器IC14翻轉，經第五微分器輸出一負脈衝信號做為識別信號輸入到頻率-電壓轉換器(8)內。
圖10為頻率-電壓轉換器、信號識別器、比例控制器的一實施例的電氣原理圖。頻率-電壓轉換器(8)由頻率-電壓轉換器集成電路IC15、運算放大器IC16及電阻R76～R83、電容C23～C25組成。由放大器(7)輸出的控制信號經電容C23輸入到頻率-電壓轉換器集成電路IC15的輸入端6腳，頻率-電壓轉換器集成電路IC15將控制信號的頻率轉換為電壓後再經運算放大器IC16放大後作為控制電壓輸出。信號識別器(9)由積分器、二極體VD13、施密特觸發器等組成。其中積分器由電阻R84、電容C26組成，施密特觸發器由運算放大器IC17、電阻R35、R36、電位器RP4組成。由運算放大器IC16輸出的控制電壓經積分器積分後輸入到施密持觸發器的同相輸入端，積分器的輸出端經二極體VD13與積分器的輸入端相連。比例控制器由電位器RP5、電阻R88、第一差動放大器、第二差動放大器、第一施密特觸發器、第二施密特觸發器、電阻R95、電阻R102、三極體VT7、VT8、繼電器KA1、KA2、二極體VD15、VD16及電動機M組成。其中第一差動放大器由運算放大器IC18、電阻R89～R92組成，第二差動放大器由運算放大器IC20、電阻R96～R99組成，第一施密特觸發器由運算放大器IC19、電阻R93、R94、電位器RP6組成，第二施密特觸發器由運算放大器IC21、電阻R100、R101、電位器RP7組成。頻率-電壓轉換器集成電路IC15為頻率-電壓轉換器集成電路LM331，運算放大器IC16～IC21為運算放大器集成電路LM324。運算放大器IC16輸出的控制電壓輸入到第一差動放大器的同相輸入端、第二差動放大器的反相輸入端，電位器RP5的動觸頭與第一差動放大器的反相輸入端、第二差動放大器的同相輸入端相連，電位器RP5與電阻R88串連後連在電源V+與地之間。第一差動放大器的輸出端與第一施密特觸發器的同相輸入端相連，第二差動放大器的輸出端與第二施密特觸發器的同相輸入端相連，第一施密特觸發器通過電阻R95、三極體VT7控制繼電器KA1的常開觸點KA1的通斷，第二施密特觸發器通過電阻R102、三極體VT8控制繼電器KA2的常開觸點KA2的通斷，電動機(M)通過一減速裝置(12)與電位器RP5的旋軸相連，見圖2。當輸入到頻率-電壓轉換器(8)內的信號為控制信號時，信號識別器(9)內的積分器的輸出可達到施密特觸發器的正向閾值電壓，使施密特觸發器翻轉輸出一高電平信號，通過三極體VT6使繼電器KA3的常開觸點KA3閉合，在常開觸點KA1或KA2閉合時電動機M可以轉動，使比例控制器可以工作。而當輸入到頻率-電壓轉換器內的信號為幹擾信號而非控制信號時，因幹擾信號的頻率不穩定，因而不能使積分器的輸出達到施密特觸發器的正向閾值電壓，繼電器KA3的常開觸點不閉合，此時即使常開觸點KA1或KA2閉合，電動機M也不能轉動，從而避免了幹擾信號的幹擾。當輸入的控制信號使控制電壓大於由電位器RP5的動觸頭輸出的電壓時，第一差動放大器輸出正電壓，第一施密特觸發器輸出高電平，繼電器KA1吸合，常開觸點KA1接通，電動機M正轉，使電位器RP5的動觸頭輸出的電壓升高，當升高到接近或等於控制電壓時，第一施密特觸發器輸出低電平，繼電器KA1釋放，常開觸點KA1斷開，電動機M停止轉動。當控制電壓小於由電位器RP5的動觸頭輸出的電壓時，第二差動放大器輸出正電壓，第二施密特觸發器輸出高電平，繼電器KA2吸合，常開觸點KA2接通，電動機M反轉。電動機M的反轉使電位器RP5的動觸頭輸出的電壓降低，當降低到接近或等於控制電壓時，第二施密特觸發器輸出低電平，繼電器KA2釋放，常開觸點KA2斷開，電動機M停止轉動。當無控制信號輸入時，電容C26通過二極體VD13迅速放電，信號識別器(9)的施密特觸發器翻轉輸出低電平，常開觸點KA3斷開，電動機M停在與控制電壓相應的位置。電動機M還通過一機械傳動機構(11)與電焊機(5)的焊接電流調節裝置(51)相連，因此通過控制電動機M的轉動即可調節焊接電流。
對於如動圈式、動鐵式等採用機械方法調節焊接電流的電焊機，在焊接電流調節的兩極限位置設置限位開關SQ1、SQ2，如圖2所示的動圈式電焊機，當電動機M帶動線圈到達最高極限位置時，限位開關SQ1斷開，電動機M停止旋轉。當電動機M帶動線圈到達最低極限位置時，限位開關SQ2斷開，電動機M停止旋轉。
另外，將圖6的頻率-電壓轉換器(8)與
圖10的比例控制器相連也可用圖6的實施例去調節用機械方法調節焊接電流的電焊機(如交流電焊機)的焊接電流。
圖11為發出的控制信號分為識別控制信號和調節控制信號的信號發射器的另一實施例的電氣原理圖。本實施例是在圖3的實施例的基礎上增加一定時器、識別控制信號發生振蕩器和與非門YF11。其中定時器由電阻R103、電容C27、施密特觸發器IC22組成，識別控制信號發生振蕩器由與非門YF9、YF10、石英晶體J1、電阻R104、電容C28、C29組成。其中施密特觸發器IC22為四2輸入端施密特觸發器集成電路CC4093，與非門YF9、YF10、YF11為四二輸入端與非門集成電路CC4011的三個與非門。當將信號發射器(1)的兩端a1、a2分別接在焊鉗(3)和工件(2)之間時，經穩壓二極體VD5穩壓後的電壓通過電阻R103給電容C27充電，定時開始。此時電容C27的電壓低於施密特觸發器IC22的正向閾值電壓，施密特觸發器IC22輸出一高電平信號到與非門YF9的一個控制端，使識別控制信號發生振蕩器開始振蕩，產生一識別控制信號並經三極體VT1、VT2放大後發出。經過一定的時間後，電容C27的電壓大於施密特觸發器IC22的正向閾值電壓，定時結束，施密特觸發器輸出一低電平信號，與非門YF9的一個控制端變為低電平，識別控制信號發生振蕩器停止振蕩，而該低電平信號經與非門YF11反相變為高電平給與非門YF1的一個控制端，使控制信號發生振蕩器開始振蕩產生調節控制信號並發出。
圖12為發出的控制信號分為識別控制信號和調節控制信號的信號發射器(1)的另一實施例。本實施例是在圖4的實施例的基礎上增加一定時器、識別控制信號發生振蕩器和與非門YF14。定時器由定時器集成電路IC23、電阻R106、R107、電容C30～C32組成，識別控制信號發生振蕩器由與非門YF12、YF13、石英晶體J2、電阻R108、電容C33、C34組成。定時器集成電路IC23的輸出端3腳與與非門YF12的一個控制端相連，並通過與非門YF14反相後與與非門YF5的一個控制端相連。其中定時器集成電路IC23為定時器集成電路NE555，與非門YF12、YF13、YF14為四2輸入端與非門集成電路CC4011的三個與非門。當接通電源時，在電容C30上產生一負脈衝給定時器集成電路IC23的觸發端2腳，使定時器集成電路IC23的輸出端3腳輸出一高電平，定時開始。輸出的高電平使識別控制信號發生振蕩器開始振蕩，產生一識別控制信號經三極體VT3放大後發出。在定時結束後，定時器集成電路IC23的輸出端3腳輸出低電平，識別控制信號發生振蕩器停止振蕩，而控制信號發生振蕩器開始振蕩產生調節控制信號並發出。
圖13為與
圖11、
圖12所示信號發射器相對應的信號識別器與頻率-電壓轉換器的實施例的電氣原理圖。信號識別器(9)由鎖相環解碼器、計數器IC25、時鐘脈衝發生器、或非門HF1、微分器組成。其中鎖相環解碼器由鎖相環IC24、電阻R110、R111、電容C36～C38組成，時鐘脈衝發生器由或非門HF2、HF3、電阻R112、R113、電容C39組成，微分器由電容C40、電阻R114組成。其中鎖相環IC24為鎖相環集成電路LM567、計數器IC25為7位2進位串行計數器/分頻器集成電路CC4024，或非門HF1、HF2、HF3為四2輸入端或非門集成電路CC4001的三個或非門。頻率-電壓轉換器(8)由計數器IC27、定時器、與非門YF15、YF16、D/A轉換器組成。定時器由定時器集成電路IC26、電阻R115、電容C41、C42組成，D/A轉換器由電阻R116～R139構成的T型電阻網絡及運算放大器IC28組成。其中定時器集成電路IC26為定時器集成電路NE555，計數器IC27為12位二進位串行計數器/分頻器集成電路CC4040，與非門YF15、YF16為四2輸入端與非門集成電路CC4011的兩個與非門，運算放大器IC28為運算放大器集成電路CH3130。鎖相環IC24的輸入端2腳經電容C35與與圖5所示的放大器(7)的運算放大器IC1的輸出端相連，鎖相環IC24的輸出端8腳與計數器IC25的清零端2腳相連，時鐘脈衝發生器的輸出端與或非門HF1的一輸入端相連，或非門HF1的輸出端與計數器IC25的時鐘脈衝輸入端1腳相連，計數器IC25的一輸出端5腳與或非門HF1的另一輸入端及微分器相連，信號識別器(9)發出的識別信號由微分器輸出到頻率-電壓轉換器(8)。由放大器(7)輸出的控制信號輸入到與非門YF15的一個輸入端。定時器集成電路IC26的輸出端3腳與與非門YF15的另一輸入端相連，與非門YF15的輸出端與計數器IC27的脈衝輸入端10腳相連。信號識別器(9)的輸出端與定時器集成電路IC26的觸發端2腳相連，並通過與非門YF16與計數器IC27的清零端11腳相連。計數器IC27的輸出端與D/A轉換器的輸入端相連，D/A轉換器的輸出端與圖6所示的放大控制器(10)的輸入端電阻R63相連。當信號發射器(1)發出識別控制信號時，識別控制信號經運算放大器IC1放大後通過電容C35輸入到鎖相環IC24的輸入端3腳。因鎖相環IC24的中心鎖定頻率與識別控制信號的頻率相同，因此鎖相環IC24的輸出端8腳輸出低電平，計數器IC25開始對時鐘脈衝發生器發出的脈衝開始計數。當計數到一定值時，計數器IC25的一輸出端5腳輸出高電平，該高電平信號輸入到或非門HF1，使時鐘脈衝無法通過或非門HF1，計數器IC25停止計數。當信號發射器(1)停止發出識別控制信號轉為發出調節控制信號時，鎖相環IC24的輸出端8腳輸出高電平，使計數器IC25清零。計數器IC25的一輸出端5腳由高電平變為低電平，經微分器微分後形成一負脈衝輸入到定時器集成電路IC26的觸發端2腳，定時器集成電路IC26定時開始，該負脈衝經與非門YF16反相後將計數器IC27清零。由定時器集成電路IC26的輸出端3腳輸出一高電平，使由放大器(7)輸出的控制信號通過與非門YF15輸入到計數器IC27的脈衝輸入端10腳，使計數器IC27對控制信號進行計數。當定時器集成電路IC26定時結束後，計數器IC27停止計數，將計數值輸入到D/A轉換器內轉換為模擬量。此時由D/A轉換器輸出的電壓為與控制信號的頻率成比例的控制電壓。將控制電壓輸入到放大控制器(10)內放大後作為給定電壓輸入到電焊機焊接電流調節電路中進行焊接電流的調節，也可輸入到
圖10所示的比例控制器內進行焊接電流的調節。
為了進一步增加本裝置的可靠性和抗幹擾能力，可在信號接收器(6)和放大器(7)之間或在放大器(7)和其電源之間串接一信號開關。當電焊機(5)接信號發射器(1)時，電焊機(5)的輸出電壓接近於空載電壓，一般在60～90伏之間，該電壓通過信號開關控制電路可使信號開關接通，使控制信號得以控制焊接電流的調節。而在焊接時，電焊機(5)的輸出電壓一般在20～35伏之間，該電壓通過信號開關控制電路使信號開關斷開，使焊接時產生的任何幹擾信號均無法幹擾接收控制器的正常工作，從而保證了本裝置的可靠性。信號開關控制電路見
圖14。將信號開關控制電路的兩輸入端g1、g2分別接在電焊機(5)的兩輸出端a5、a6上，電焊機(5)輸出電壓經電阻R140、電阻R141分壓後由二極體VD17～VD20組成的整流電橋整流(對於直流焊機則可省去整流電橋，但g1應接電焊機的正極，g2應接地)，然後由電容C43、C44、電阻R142組成的π型濾波器濾波後輸入到施密特觸發器的同相輸入端，施密特觸發器由運算放大器IC29、電位器RP8、電阻R143、R146組成，其中運算放大器IC29為運算放大器集成電路μA747。施密特觸發器的輸出端通過電阻R144與光電耦合器LED2的發光二極體相連後接地。將光電耦合器LED2的光敏三極體作為信號開關接在信號接收器(6)的輸出端與放大器(7)的輸入端之間，或接在放大器(7)與其電源之間。當電焊機(5)接信號發射器(1)時，電焊機(5)的輸出電壓經分壓整流濾波後的電壓高於施密特觸發器的正向閾值電壓，施密特觸發器輸出高電平，光電耦合器LED2的光敏三極體導通，控制信號由信號接收器(6)進入放大器(7)或將放大器(7)與其電源接通使放大器(7)工作，從而使本裝置工作，進行焊接電流的調節。而在焊接時，電焊機(5)的輸出電壓經分壓整流濾波後的電壓低於施密特觸發器的負向閾值電壓，光電耦合器LED2的光敏三極體截止，使信號接收器(6)與放大器(7)之間斷開或切斷放大器(7)的電源使放大器(7)不工作，使幹擾信號無法進入頻率-電壓轉換器(8)和信號識別器(9)，從而使本裝置不受幹擾信號的幹擾。在焊接時由於斷弧引起的短時高電壓被電容C43、C44吸收，光電耦合器LED2的光敏三極體仍處於截止狀態，信號開關不接通。
圖15為採用一繼電器KT4的常開觸點KT4做為信號開關的實施例的電氣原理圖。常開觸點KT4串接於信號接收器(6)與放大器(7)之間或放大器(7)和其電源之間。信號開關控制電路由繼電器KT4與一電阻R145串接組成，將信號開關控制電路的兩輸入端g3、g4分別接在電焊機(5)的兩輸出端a5、a6上。繼電器KT4採用延時繼電器，常開觸點KT4為延時閉合觸點，在焊接中短時斷弧時常開觸點KT4不閉合。
權利要求1.一種電焊機焊接電流遙控調節裝置，由信號發射器(1)和接收控制器組成，接收控制器由信號接收器(6)、放大器(7)、頻率-電壓轉換器(8)、信號識別器(9)、放大控制器(10)組成，將信號發射器(1)的兩端分別與焊鉗(3)、焊件(2)相連，信號發射器(1)可產生頻率連續可調的控制信號，並將控制信號通過焊接電纜(4)送出，控制信號由信號接收器(6)從焊接電纜(4)上取出並經放大器(7)放大後輸入到頻率-電壓轉換器(8)和信號識別器(9)，其特徵在於信號識別器(9)對輸入信號進行識別，當輸入信號為控制信號時，信號識別器(9)發出一識別信號使頻率-電壓轉換器(8)將控制信號的頻率轉換為相應的控制電壓後通過放大控制器(10)去調節焊接電流。
2.根據權利要求1所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的頻率-電壓轉換器(8)輸出的控制電壓通過比例控制器控制電動機的轉動，電動機通過機械傳動機構(11)帶動電焊機(5)焊接電流調節裝置(51)調節焊接電流。
3.根據權利要求1或2所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號發射器(1)產生的控制信號是調製在一載波信號上通過焊接電纜(4)發出的，在放大器(7)內裝有濾波器與檢波器，放大後的載波信號經濾波器濾波後輸入檢波器，檢波器將載波信號解調為控制信號後送入頻率-電壓轉換器(8)和信號識別器(9)
4.根據權利要求3所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的頻率-電壓轉換器(8)由計數器、定時器、D/A轉換器組成，由放大器(7)輸出的控制信號輸入到計數器的脈衝輸入端，信號識別器(9)的輸出端與定時器的觸發端及計數器的清零端相連，信號識別器(9)發出的識別信號使計數器清零並使定時器開始定時，在定時期間計數器對輸入的脈衝計數，計數器的輸出端與D/A轉換器相連，D/A轉換器與放大控制器(10)相連。
5.根據權利要求3所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號識別器(9)由第一微分器、第二微分器、時鐘信號發生器、或門(H1、H2)、寄存器(IC4)、多輸入端或非門(IC5)、計數器(IC6)及第三微分器組成，由放大器(7)輸出的控制信號經第一微分器微分後輸入到或門(H1)的一輸入端及寄存器(IC4)的數據輸入端，時鐘信號發生器發出的時鐘脈衝信號經第二微分器微分後輸入到或門(H1)的另一輸入端及或門(H2)的一輸入端，或門(H1)的輸出端與寄存器(IC4)的時鐘脈衝輸入端相連，寄存器(IC4)的輸出端與多輸入端或非門(IC5)的輸入端分別相連，多輸入端或非門(IC5)的輸出端與計數器(IC6)的清零端相連，計數器(IC6)的一輸出端與或門(H2)的另一輸入端及第三微分器相連，或門(H2)的輸出端與計數器(IC6)的時鐘脈衝輸入端相連，信號識別器(9)輸出的識別信號由第三微分器輸出。
6.根據權利要求3所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號識別器(9)由第四微分器、三極體(VT5)、定時器、積分器、二極體(VD12)、施密特觸發器(IC14)、第五微分器組成，由放大器(7)輸出的控制信號經第四微分器輸入到定時器的觸發端及三極體(VT5)的基極，三極體(VT5)的發射極及集電極分別連在定時器的定時元件電容(C19)的兩端，第四微分器輸出的負脈衝使電容(C19)通過三極體(VT5)放電，定時器的輸出端通過積分器與施密特觸發器的輸入端相連，積分器的輸出端經二極體(VD12)與積分器的輸入端相連，施密特觸發器的輸出端與第五微分器相連，信號識別器(9)發出的識別信號由第五微分器輸出。
7.根據權利要求2所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於控制信號經放大器(7)輸入到頻率-電壓轉換器(8)，頻率-電壓轉換器(8)分別與信號識別器(9)和比例控制器相連，當輸入到頻率-電壓轉換器(8)內的信號為控制信號時，信號識別器(9)發出一信號使比例控制器可以工作，而頻率-電壓轉換器(8)將控制信號的頻率轉換為控制電壓通過比例控制器控制電動機的轉動，電動機通過一機械傳動機構(11)帶動電焊機(5)的焊接電流調節裝置(51)調節焊接電流。
8.根據權利要求7所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號識別器(9)由積分器、二極體(VD13)、施密特觸發器組成，頻率-電壓轉換器(8)的輸出端與積分器相連，積分器的輸出端與施密特觸發器的同相輸入端相連，積分器的輸出端還通過二極體(VD13)與積分器的輸入端相連。
9.根據權利要求2或7所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的比例控制器由電位器(RP5)、電阻(R88)、第一差動放大器、第二差動放大器、第一施密特觸發器、第二施密特觸發器、三極體(VT7)、三極體(VT8)、繼電器(KA1)、繼電器(KA2)及電動機(M)等組成，頻率-電壓轉換器(8)輸出的控制電壓輸入到第一差動放大器的同相輸入端、第二差動放大器的反相輸入端，電位器(RP5)的動觸頭與第一差動放大器的反相輸入端、第二差動放大器的同相輸入端相連，電位器(RP5)與電阻(R88)串連後接在電源(V+)與地之間，第一差動放大器的輸出端與第一施密特觸發器的同相輸入端相連，第二差動放大器的輸出端與第二施密特觸發器的同相輸入端相連，第一施密特觸發器通過電阻(R95)、三極體(VT7)控制繼電器(KA1)的常開觸點(KA1)的通斷，第二施密特觸發器通過電阻(R102)、三極體(VT8)控制繼電器(KA2)的常開觸點(KA2)的通斷，當常開觸點(KA1)接通時電動機(M)正轉，當常開觸點(KA2)接通時使電動機(M)反轉，電動機(M)的轉軸通過一機械傳動機構(11)與焊接電流調節機構(51)相連，電動機(M)還通過一減速裝置(12)與電位器(RP5)的旋軸相連，電動機(M)正轉時帶動電位器(RP5)的旋軸向使電位器(RP5)的動觸頭輸出電壓增加的方向轉動，電動機(M)反轉時帶動電位器(RP5)的旋軸向使電位器(RP5)的動觸頭輸出電壓降低的方向轉動。
10.根據權利要求3所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於信號發射器(1)發出的控制信號分為識別控制信號和調節控制信號，識別控制信號和調節控制信號是順序發出的，當接收控制器內的信號識別單元(9)收到識別控制信號並等到識別控制信號停止發出時輸出一識別信號給頻率-電壓轉換器(8)使頻率-電壓轉換器(8)將調節控制信號的頻率轉換為控制電壓。
11.根據權利要求10所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號發射器(1)是由定時器、識別控制信號發生振蕩器、調節控制信號發生振蕩器組成，信號發射器(1)接通電源後定時器開始定時使識別控制信號發生振蕩器工作產生識別控制信號，而調節控制信號振蕩器不工作，當定時器定時完畢，識別控制信號發生振蕩器停止工作，而調節控制信號發生振蕩器工作產生調節控制信號。
12.根據權利要求10所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號識別器(9)由鎖相環解碼器、計數器(IC24)、時鐘脈衝發生器、或非門(HF1)、微分器組成，信號發射器(1)發出的識別控制信號經放大器(7)放大後輸入到鎖相環解碼器的輸入端，鎖相環解碼器的輸出端與計數器的清零端相連，時鐘脈衝發生器的輸出端與或非門(HF1)的一輸入端相連，或非門(HF1)的輸出端與計數器的脈衝輸入端相連，計數器的一輸出端與或非門(HF1)的另一輸入端及微分器的輸入端相連，微分器的輸出端與頻率-電壓轉換器(8)相連。
13.根據權利要求3所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於電焊機(5)的電流是經一整流電橋進入信號發射器(1)的。
14.根據權利要求3所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於信號接收器(6)和放大器(7)之間或在放大器(7)和其電源之間串接一由電焊機(5)輸出電壓所控制的信號開關。
15.根據權利要求14所述的電焊機焊接電流遙控調節裝置，其特徵在於所述的信號開關為一光電耦合器(LED2)，光電耦合器(LED2)是由電阻(R140)、電阻(R141)、整流電橋、濾波器、施密特觸發器、電阻(R144)組成的信號開關控制電路控制的，電阻(R140)、電阻(R141)將電焊機(5)的輸出電壓分壓，電阻(R141)兩端的電壓經濾波器濾波後輸入到施密特觸發器的同相輸入端，施密特觸發器的輸出端經電阻(R144)接光電耦合器(LED2)的發光二極體，光電耦合器(LED2)的光敏三極體接在信號接收器(6)與放大器(7)之間或接在放大器(7)和其電源之間。
專利摘要本實用新型提供一種電焊機焊接電流遙控調節裝置，本裝置由信號發射器(1)和接收控制器組成，信號發射器(1)發出一頻率連續可調的控制信號經焊接電纜(4)送入接收控制器，在接收控制器內的信號識別器(9)對控制信號進行識別後發出一識別信號使頻率-電壓轉換器(8)將控制信號的頻率轉換為相應的電壓後去調節焊接電流，本裝置在調節焊接電流時只需攜帶一信號發射器，使用方便，可直接調出所需焊接電流，工作可靠，抗幹擾能力強。
文檔編號B23K9/10GK2230642SQ9521263
公開日1996年7月10日 申請日期1995年5月25日 優先權日1995年5月25日
發明者張亞軍 申請人:張亞軍