Сварочный вращатель из того, что было

Базовый агрегат.

На станке стоит редуктор с асинхронным двигателем 0,55 kW (1395 об/мин), с 6-ю об/мин на выходном валу. Привод редуктора ременный. В связи с этим, выбор системы управления оборотами был небогатый - частотником. Из штатных систем остался переключатель направления вращения посредством изменения чередования фаз, с педальным приводом. Выкидывать такую добротную вещь у меня не поднялась рука. Да и резервная система поворота, независимая от работы частотника, мне показалась не лишней: стоит всегда влюченная и позволяет мгновенной тронуть поворотный стол. Из-за этой прихоти пришлось городить сложную систему коммутации и защитной блокировки, да и количество проводов заметно прибавилось.

Педаль переключателя чередования фаз

Частотник с коммутирующим переключателем

Блокировка коммутации

Частотник.

До этого я частотники в глаза никогда не видел и степень его хорошести для меня была обстрактной. В связи с чем решил применить самый дешевый, типа потом, когда во всем разберусь, заменю на какой надо. У меня знакомый, занимающейся выпуском оборудования, где применяются частотники, предложил присоединится к его заказу у постоянного поставщика. Но что-то с поставкой пошло не так, получилась задержка и поставщик предложил более продвинутую модель за стоимость от дешевого. Но честно говоря, для меня общепринятые характеристики частотников так и остались загадкой, не с чем сравнить.

Вот какая панель управления получилась в итоге. Пришлось вставить цитаты из инструкции, система программирования довольно громоздкая. Да и не до конца было понятно, что нужно, что нет.

Система управления сваркой.

Функции системы:

- Деление окружности на 120 частей (и кратные значения деления) - счетчик импульсов и датчик угла поворота (оптрон со шторкой);

- Слежение за горением сварочной дуги - инфракрасный датчик.

Возможности системы:

- Деление окружности с шагом в 3 градуса, после чего вращение останавливается в ожидании сброса счетчика. Во время вращения или после остановки можно осуществлять сварку или прихватку с управлением в ручном режиме;

- Автоматическая сварка, когда вращение (также с делением окружности) начинается после поджига дуги. После завершения цикла сварочный источник переходит к завершению сварочной программы (спад тока - выключение дуги). После "заварки кратера" вращение останавливается. Режимы старта/финиша вращения задаются частотником (задержка; кривая разгона/торможения и т.п.).

Управление вращением.

- Педель вращения вперед.

- Педаль вращения вперед/назад, или быстрее/медленнее. Функция педали переключается на панеле управления.

- Тумблер переключения с управления педалью на ручное.

- Тумблеры управления направлением вращением (один с удержанием положения, другой без удержания).

- Коммутатор выбора логических входов частотника, управляющих каналами выбора заданием частоты вращения. Позволяет осуществлять переключение в реальном времени, без входа в режим программирования частотника.

- Механический переключатель чередования фаз, управляющий направлением вращения без частотника.

Система охлаждения электродвигателя.

Электровентилятор выключается, если частота на электродвигателе превышает определенный порог (у меня 30 Гц). Частота порога задается программно в частотнике.

Это не вращатель, а целый наплавочный комплекс! 

Станина.

Имеется "задняя бабка", позволяющая применять центр. "Задняя бабка" откидывающаяся, что позволяет вращать крупногабаритные детали.

Станина стоит на колесном щасси и может быть переведена в горизонтальное положение (при большом желание, так как тяжелая и этот вопрос я буду решать позже).

Позиционирование горелки.

- Горелка имеет позиционер по расстоянию электрода до детали.

- Имеется возможность изменять положение горелки рукой прямо во время сварки. Это позволяет сделать параметр жесткости закрепления.

- Горелка не имеет колебателя (он есть, только ручной). Колебатель в планах. Трудность заключается в синхронизации с имеющейся системой управления. Это же относится к системе подачи сварочной проволоки.

- Оснастка системы также позволяет использовать ее для упора рук при ручной сварке (фото в предыдущем сообщении).

Система поддува.

После непродолжительной эксплуатации пришел к выводу, что поддув желательно питать от независимого редуктора. Если питать от одного редуктора с двумя ротаметрами, то по мере заполнения шва повышается давление поддува. Да и расход на горелке трудно регулировать.

Выходной ротаметр у меня стоит последовательно с ротаметром на редукторе, так-как на малых расходах чувствительности того, что на редукторе не хватает.

В ближайших планах добавление второго сопла, для обдува шва с обратной стороны в ситуациях когда невозможно создать поддув. А также башмака, для обдува шва за соплом

Добавил MIG/MAG. Функции такие же как и с TIG.

На этой же базе будет и подача проволоки на TIG (надеюсь соображу как примострячить).

Выносной пульт управления скоростью проволоки

Начну спрашивать.

Хочу сделать подачу проволоки. Алгоритм видится такой: 1) линейная подача; 2) линейная + возвратно-поступательная подача.

С линейной вроде все ясно.

С линейной + возвратно-поступательной подачей пока нет простого и изящного решения по синхронизации импульса сварки с возвратно-поступательным движением.

Что имею.

TIG, внутрь которого лезть не хочется, но не потому, что не хочется, а потому, что сегодня этот аппарат, а завтра другой.

MIG/MAG. Совершенно бытовой трансформаторный аппарат с одной платой управления подачей проволоки. Условие по этому аппарату таковы: он должен сохранить свои функции обычного сварочника MIG/MAG. Переделки предполагаются минимальные, и не из-за того, что жалко, а из-за того, что он компактного исполнения и туда ничего не лезет.

Что буду иметь.

Функцию линейной + возвратно-поступательной подачи проволоки задумано реализовать совмещенным приводом: линейная - штатным приводом; возвратно-поступательная - колебанием подающего механизма с приводом от кривошипа. Привод кривошипа должен управляться по частоте оборотов потенциометром, а также иметь подключаемую функцию синхронизации по импульсной сварке TIG.

Собственно вопрос: как синхронизировать? И основная проблема - я не разбираюсь в электронике, а в программирование не разбираюсь совсем.

Единственное мысль, которая приходит в неотягощенный знаниями мозг - это индуктивный датчик на провод горелки. Далее - интерпретация считанной частоты в задающую частоту вращения привода кривошипа. Как-то так.

А проще?

И все это хочется собрать из подручных средств, купленных в ближайшем магазине "Садовод", как собственно и все остальное сделано (см. название темы).

Оживлю тему.

Мелкая деталь.

hvr63, полезная тема, не заслуженно обделена вниманием форумчан. 

Продолжайте освещать проект. 

Спасибо! 

Столкнулся с проблемой: при MIG-сварке не отгорает проволока.

Аппарат самый примитивный, трансформаторный, без функции отжига проволоки.

Подскажите, у кого как эта функция на аппарате реализована?

Только что, hvr63 сказал:

Аппарат самый примитивный, трансформаторный, без функции отжига проволоки.

Дело разве в апарате, подача проволоки велика до утыкания.

30 минут назад, Besprizornik сказал:

Дело разве в апарате, подача проволоки велика до утыкания.

Отжиг проволоки должен быть. При сварке руками, горелка отводиться от места сварки и проволока отгорает.

2 часа назад, hvr63 сказал:

Отжиг проволоки должен быть. При сварке руками, горелка отводиться от места сварки и проволока отгорает.

Необязательно, сначала выключается вращение потом проволока, проволока сама отгорает. На фото ведь вроде видно что проволока пригорела уткнувшись в начало шва.

39 минут назад, Besprizornik сказал:

Необязательно, сначала выключается вращение потом проволока, проволока сама отгорает. На фото ведь вроде видно что проволока пригорела уткнувшись в начало шва.

На фото проволока пригорела в конце полного оборота.

Классический отжиг проволоки работает так: прекращается подача проволоки, потом, с регулируемой задержкой и напряжением, прекращается подача напряжения.

У меня что происходит: прекращение подачи проволоки и напряжения происходит одновременно, после погасания дуги прекращается вращение. Отгореть не успевает и пригоревшая проволока утаскивает за собой горелку.

10 часов назад, hvr63 сказал:

У меня что происходит: прекращение подачи проволоки и напряжения происходит одновременно, после погасания дуги прекращается вращение. Отгореть не успевает и пригоревшая проволока утаскивает за собой горелку.

Ну так проволока утыкается так как вращение отключается одновременно с апаратом, у подающего механизма и проволоки есть инерция, у трансформатора самоиндукция. Надо задержку сделать хоть на реле задержки, хоть на ПВИ, чтобы сначала отключалась подача и напряжение позже и позже остановки вращения.

2 часа назад, Besprizornik сказал:

Ну так проволока утыкается так как вращение отключается одновременно с апаратом, у подающего механизма и проволоки есть инерция, у трансформатора самоиндукция. Надо задержку сделать хоть на реле задержки, хоть на ПВИ, чтобы сначала отключалась подача и напряжение позже и позже остановки вращения.

У меня, чем я больше усложняю систему, тем сильнее проявляется синдром, как я его называю "синдром швейцарского перочинного ножа" - когда много полезных функций с низкой эффективностью собраны в одном устройстве. Этим грешат почти все конструктора, в попытке скрестить ужа и ежа.

У моего сварочного автомата ведущей функцией является TIG-сварка телом. Логика управления выглядит так: поджиг дуги - начало вращения (ИК-датчик слежения за горением дуги) - отсчет углового перемещения - выключение дуги - заварка кратера - остановка вращения (после погасания дуги и прекращения ИК-излучения от сварочной ванны).

Логика MIG-сварки базируется на функционале логики TIG-сварки: подача проволоки и поджиг дуги - начало вращения (ИК-датчик слежения за горением дуги) - отсчет углового перемещения - выключение дуги и подачи проволоки - остановка вращения (после погасания дуги и прекращения ИК-излучения от сварочной ванны).

Еще, практически готова TIG-сварка + подача холодной проволоки (во всяком случае логика уже реализована):  поджиг дуги - начало вращения (ИК-датчик слежения за горением дуги) и подачи проволоки - отсчет углового перемещения - команда на выключение дуги и выключение подачи проволоки - заварка кратера - остановка вращения (после погасания дуги и прекращения ИК-излучения от сварочной ванны).

А в мечтах - TIG-сварка + подача горячей проволоки:  поджиг дуги - начало вращения (ИК-датчик слежения за горением дуги), подача напряжения на проволоку и подача проволоки - отсчет углового перемещения - команда на выключение дуги, выключение напряжения на проволоке и подачи проволоки - заварка кратера - остановка вращения (после погасания дуги и прекращения ИК-излучения от сварочной ванны).

И как в том анекдоте: "...А теперь, со всем этим великолепием, мы попытаемся взлететь".

Теперь по отжигу. У меня отжиг проволоки, наверное, в какой-то мере реализован на самоиндукции трансформатора. В принципе, сделать задержку наверное несложно, если разбираться в электронике (я не разбираюсь). Пока я вижу на схеме MIG-аппарата, что управление приводом и трансформатором осуществляет одним силовым реле, а электродвигатель привода подключен к индуктору. Я с этим пока не разобрался.

(схема контролера подачи проволоки показана только со связями доработки)

Панель управления автоматической сваркой с параметрами программирования режимов вращения.

Круто!

Я пока с механникой вопросы решаю.... Чтоб не только круглое варилось, но и к примеру, профильная труба в стык.

PS Из идей (не большой "перегруз", но вдруг не помешает?), установить камеру и вывести изображение на монитор в прямом эфире. Отслеживать " а чего там происходит"?

Попробуйте, а я " срисую"