基于plc 的管板自動焊機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)，包括PLC模塊、電源、文本顯示器、帶減速器的步進電機、步進電機驅動器和繼電器；還包括的隔離變壓器；所述電源為多路輸出直流電源；所述文本顯示器為可輸入焊接工藝參數(shù)的PLC進行人機交互平臺；所述PLC模塊通過串口通信方式或通過脈沖信號、方向信號以及脫機信號導線與步進電機驅動器連接；所述繼電器為用于實現(xiàn)PLC對焊槍燃弧與熄弧時間控制電氣隔離的電磁式繼電器、電子式繼電器或其他類型繼電器。本實用新型結構簡單，能夠與現(xiàn)場通用焊接電源設備配套，適用于熔化極電弧焊焊接方法，解決手工操作難以實現(xiàn)焊槍圓周運動，且在焊接過程中對燃弧與熄弧時間控制準確。
【專利說明】 基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種管板自動焊機的控制系統(tǒng)，屬于焊接自動化【技術領域】，解決管板自動焊機的焊槍運動和焊接時間控制的問題。
【背景技術】
[0002]在鍋爐的熱交換器中管道管板通常需要焊接連接，且數(shù)量很多，針對管板焊接特點，需要把持焊槍做圓周運動(連續(xù)圓周或斷續(xù)圓周)來完成，根據(jù)工藝要求，在焊接過程中，需要控制焊接的燃弧與熄弧時間，而且要求時間控制非常準確。上述焊接手法對于焊工來講是一件強度大、復雜、不容易完成的事情。因此，為了提高和保證焊縫成型效果、焊接效率及焊接質量，降低焊工勞動強度，采用管板自動焊機是必然趨勢。
[0003]在現(xiàn)有技術中，管板自動焊機絕大多數(shù)為非熔化極氬弧焊，而熔化極電弧焊接方法(如C02氣體保護焊)的管板焊機幾乎沒有。眾所周知，實際焊接現(xiàn)場，由于熔化極電弧焊具有效率高且焊接成本低的特點，因而應用更為廣泛、普遍。為了適應實際焊接現(xiàn)場，發(fā)明一種基于PLC的管板焊機控制系統(tǒng)，能夠與現(xiàn)場通用焊接電源設備配套，適用于熔化極電弧焊接方法。
【發(fā)明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)，能夠與現(xiàn)場通用焊接電源設備配套，適用于熔化極電弧焊焊接方法，解決手工操作難以實現(xiàn)焊槍圓周運動，且在焊接過程中對燃弧與熄弧時間控制不準確的問題。
[0005]本實用新型采用的技術方案為:
[0006]一種基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)，包括PLC模塊、電源、文本顯示器、帶減速器的步進電機、步進電機驅動器和繼電器；所述步進電機帶有可以增加步進電機轉矩的減速器；還包括用于抑制雜波干擾傳入控制回路及保護人身安全的隔離變壓器；所述電源為用于給PLC、文本顯示器和步進電機驅動器供電的多路輸出直流電源；所述文本顯示器為可輸入焊槍旋轉角度、焊接運行時間、燃弧與熄弧時間等焊接工藝參數(shù)的PLC進行人機交互平臺；所述PLC模塊通過串口通信方式或通過脈沖信號、方向信號以及脫機信號導線與步進電機驅動器連接；所述繼電器為用于實現(xiàn)PLC對焊槍燃弧與熄弧時間控制電氣隔離的電磁式繼電器、電子式繼電器或其他類型繼電器；燃弧和熄弧時間控制精度高于0.1s0
[0007]本控制系統(tǒng)與管板焊機機頭，以及與通用的熔化極電弧焊焊接電源(如CO2氣體保護焊機)相配套使用。該管板焊機機頭采取定中心焊接，將焊槍的回轉中心定位到與被焊件中心基本重合的狀態(tài)，步進電機通過該焊機機頭里的輪系傳動部件帶動焊槍繞管口旋轉來完成焊接。
[0008]實施焊接前準備工作包括兩部分，其一為機械安裝，具體為:該管板焊機機頭通過定位夾緊機構準確牢固定位在待焊工件的管孔內，將焊槍固定于焊槍夾緊機構，通過焊槍調整機構調整高低和徑向兩個方向，使焊槍位于合適的施焊點；其二為焊接工藝參數(shù)設置，根據(jù)現(xiàn)場實際應用情況，通過該控制系統(tǒng)的文本顯示器合理選擇相關參數(shù)，包括工作模式、焊接旋轉角度、焊接偏移補償角度、焊接運行時間、引弧延遲位移時間、燃弧和熄弧時間等，通過配套的焊接電源合理選擇焊絲、焊接電流和焊接電壓。
[0009]在焊接過程中，控制系統(tǒng)根據(jù)設定的參數(shù)，完成焊接旋轉角度及運行時間，準確控制斷續(xù)焊接時的焊接燃弧和熄弧時間、焊槍旋轉與暫停時間。焊接過程中，可以通過按下啟/停鍵終止系統(tǒng)焊接，或通過按下暫停鍵暫停系統(tǒng)焊接而后再按下該鍵繼續(xù)焊接。
[0010]本實用新型結構簡單，能夠與現(xiàn)場通用焊接電源設備配套，適用于熔化極電弧焊焊接方法，解決手工操作難以實現(xiàn)焊槍圓周運動，且在焊接過程中對燃弧與熄弧時間控制準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)的結構框圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例:
[0013]一種基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)，包括PLC模塊、直流電源、文本顯示器、帶減速器的步進電機、步進電機驅動器和繼電器；還包括用于抑制雜波干擾傳入控制回路及保護人身安全的隔離變壓器；所述隔離變壓器、直流電源、PLC、文本顯示器、步進電機驅動器安裝在控制盒內。所述隔離變壓器選用單相變壓器，容量為100VA，電壓為380/220V ；所述直流電源選用輸入220VAC，輸出24VDC，容量為80W的開關直流電源；所述PLC模塊中PLC選用西門子PLC，其CPU型號為CPU221，晶體管型；所述文本顯示器選用型號為MD204L-V4，輸入電壓為24VDC，可以與所述PLC通過PPI通信電纜通信；所述帶減速器步進電機選用42行星減速步進電機，其型號為42BYGH247-1684AG26，減速比為26.8:1 ;所述步進電機驅動器型號為DM422C ;所述繼電器選用電子型繼電器，即固態(tài)繼電器，其型號為SSR-10DD，輸入電壓為3-32VDC，輸入電流為6_12mA，輸出電壓為5-220VDC，輸出電流為1A ;其輸入端與PLC的輸出端相連接，其輸出端與焊接電源的焊槍控制端相連接。
[0014]按下啟/停鍵，啟動焊接，系統(tǒng)進入焊接狀態(tài)。在焊接過程中，控制系統(tǒng)根據(jù)設定的參數(shù)，完成焊接旋轉角度及運行時間，準確控制斷續(xù)焊接時的焊接燃弧和熄弧時間、焊槍旋轉與暫停時間。焊接過程中，可以通過按下啟/停鍵終止系統(tǒng)焊接，或通過按下暫停鍵暫停系統(tǒng)焊接而后再按下該鍵繼續(xù)焊接。
【權利要求】
1.一種基于PLC的管板自動焊機控制系統(tǒng)，包括PLC模塊、電源、文本顯示器、帶減速器的步進電機、步進電機驅動器和繼電器； 所述步進電機帶有可以增加步進電機轉矩的減速器； 還包括用于抑制雜波干擾傳入控制回路及保護人身安全的隔離變壓器； 所述電源為用于給PLC模塊、文本顯示器和步進電機驅動器供電的多路輸出直流電源； 所述文本顯示器為可輸入焊槍旋轉角度、焊接運行時間、燃弧與熄弧時間等焊接工藝參數(shù)的PLC進行人機交互平臺； 所述PLC模塊通過串口通信方式或通過脈沖信號、方向信號以及脫機信號導線與步進電機驅動器連接； 所述繼電器為用于實現(xiàn)PLC對焊槍燃弧與熄弧時間控制電氣隔離的電磁式繼電器、電子式繼電器或其他類型繼電器。
【文檔編號】B23K9/173GK204075467SQ201420319064
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權日:2014年6月16日
【發(fā)明者】莫勝撼, 喻寧娜, 何建輝, 鐘義廣 申請人:廣西機電職業(yè)技術學院