基于plc 的管板自动焊机控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于PLC的管板自动焊机控制系统，包括PLC模块、电源、文本显示器、带减速器的步进电机、步进电机驱动器和继电器；还包括的隔离变压器；所述电源为多路输出直流电源；所述文本显示器为可输入焊接工艺参数的PLC进行人机交互平台；所述PLC模块通过串口通信方式或通过脉冲信号、方向信号以及脱机信号导线与步进电机驱动器连接；所述继电器为用于实现PLC对焊枪燃弧与熄弧时间控制电气隔离的电磁式继电器、电子式继电器或其他类型继电器。本实用新型结构简单，能够与现场通用焊接电源设备配套，适用于熔化极电弧焊焊接方法，解决手工操作难以实现焊枪圆周运动，且在焊接过程中对燃弧与熄弧时间控制准确。
【专利说明】 基于PLC的管板自动焊机控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种管板自动焊机的控制系统，属于焊接自动化【技术领域】，解决管板自动焊机的焊枪运动和焊接时间控制的问题。
【背景技术】
[0002]在锅炉的热交换器中管道管板通常需要焊接连接，且数量很多，针对管板焊接特点，需要把持焊枪做圆周运动(连续圆周或断续圆周)来完成，根据工艺要求，在焊接过程中，需要控制焊接的燃弧与熄弧时间，而且要求时间控制非常准确。上述焊接手法对于焊工来讲是一件强度大、复杂、不容易完成的事情。因此，为了提高和保证焊缝成型效果、焊接效率及焊接质量，降低焊工劳动强度，采用管板自动焊机是必然趋势。
[0003]在现有技术中，管板自动焊机绝大多数为非熔化极氩弧焊，而熔化极电弧焊接方法(如C02气体保护焊)的管板焊机几乎没有。众所周知，实际焊接现场，由于熔化极电弧焊具有效率高且焊接成本低的特点，因而应用更为广泛、普遍。为了适应实际焊接现场，发明一种基于PLC的管板焊机控制系统，能够与现场通用焊接电源设备配套，适用于熔化极电弧焊接方法。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种基于PLC的管板自动焊机控制系统，能够与现场通用焊接电源设备配套，适用于熔化极电弧焊焊接方法，解决手工操作难以实现焊枪圆周运动，且在焊接过程中对燃弧与熄弧时间控制不准确的问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案为:
[0006]一种基于PLC的管板自动焊机控制系统，包括PLC模块、电源、文本显示器、带减速器的步进电机、步进电机驱动器和继电器；所述步进电机带有可以增加步进电机转矩的减速器；还包括用于抑制杂波干扰传入控制回路及保护人身安全的隔离变压器；所述电源为用于给PLC、文本显示器和步进电机驱动器供电的多路输出直流电源；所述文本显示器为可输入焊枪旋转角度、焊接运行时间、燃弧与熄弧时间等焊接工艺参数的PLC进行人机交互平台；所述PLC模块通过串口通信方式或通过脉冲信号、方向信号以及脱机信号导线与步进电机驱动器连接；所述继电器为用于实现PLC对焊枪燃弧与熄弧时间控制电气隔离的电磁式继电器、电子式继电器或其他类型继电器；燃弧和熄弧时间控制精度高于0.1s0
[0007]本控制系统与管板焊机机头，以及与通用的熔化极电弧焊焊接电源(如CO2气体保护焊机)相配套使用。该管板焊机机头采取定中心焊接，将焊枪的回转中心定位到与被焊件中心基本重合的状态，步进电机通过该焊机机头里的轮系传动部件带动焊枪绕管口旋转来完成焊接。
[0008]实施焊接前准备工作包括两部分，其一为机械安装，具体为:该管板焊机机头通过定位夹紧机构准确牢固定位在待焊工件的管孔内，将焊枪固定于焊枪夹紧机构，通过焊枪调整机构调整高低和径向两个方向，使焊枪位于合适的施焊点；其二为焊接工艺参数设置，根据现场实际应用情况，通过该控制系统的文本显示器合理选择相关参数，包括工作模式、焊接旋转角度、焊接偏移补偿角度、焊接运行时间、引弧延迟位移时间、燃弧和熄弧时间等，通过配套的焊接电源合理选择焊丝、焊接电流和焊接电压。
[0009]在焊接过程中，控制系统根据设定的参数，完成焊接旋转角度及运行时间，准确控制断续焊接时的焊接燃弧和熄弧时间、焊枪旋转与暂停时间。焊接过程中，可以通过按下启/停键终止系统焊接，或通过按下暂停键暂停系统焊接而后再按下该键继续焊接。
[0010]本实用新型结构简单，能够与现场通用焊接电源设备配套，适用于熔化极电弧焊焊接方法，解决手工操作难以实现焊枪圆周运动，且在焊接过程中对燃弧与熄弧时间控制准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型基于PLC的管板自动焊机控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0012]实施例:
[0013]一种基于PLC的管板自动焊机控制系统，包括PLC模块、直流电源、文本显示器、带减速器的步进电机、步进电机驱动器和继电器；还包括用于抑制杂波干扰传入控制回路及保护人身安全的隔离变压器；所述隔离变压器、直流电源、PLC、文本显示器、步进电机驱动器安装在控制盒内。所述隔离变压器选用单相变压器，容量为100VA，电压为380/220V ；所述直流电源选用输入220VAC，输出24VDC，容量为80W的开关直流电源；所述PLC模块中PLC选用西门子PLC，其CPU型号为CPU221，晶体管型；所述文本显示器选用型号为MD204L-V4，输入电压为24VDC，可以与所述PLC通过PPI通信电缆通信；所述带减速器步进电机选用42行星减速步进电机，其型号为42BYGH247-1684AG26，减速比为26.8:1 ;所述步进电机驱动器型号为DM422C ;所述继电器选用电子型继电器，即固态继电器，其型号为SSR-10DD，输入电压为3-32VDC，输入电流为6_12mA，输出电压为5-220VDC，输出电流为1A ;其输入端与PLC的输出端相连接，其输出端与焊接电源的焊枪控制端相连接。
[0014]按下启/停键，启动焊接，系统进入焊接状态。在焊接过程中，控制系统根据设定的参数，完成焊接旋转角度及运行时间，准确控制断续焊接时的焊接燃弧和熄弧时间、焊枪旋转与暂停时间。焊接过程中，可以通过按下启/停键终止系统焊接，或通过按下暂停键暂停系统焊接而后再按下该键继续焊接。
【权利要求】
1.一种基于PLC的管板自动焊机控制系统，包括PLC模块、电源、文本显示器、带减速器的步进电机、步进电机驱动器和继电器； 所述步进电机带有可以增加步进电机转矩的减速器； 还包括用于抑制杂波干扰传入控制回路及保护人身安全的隔离变压器； 所述电源为用于给PLC模块、文本显示器和步进电机驱动器供电的多路输出直流电源； 所述文本显示器为可输入焊枪旋转角度、焊接运行时间、燃弧与熄弧时间等焊接工艺参数的PLC进行人机交互平台； 所述PLC模块通过串口通信方式或通过脉冲信号、方向信号以及脱机信号导线与步进电机驱动器连接； 所述继电器为用于实现PLC对焊枪燃弧与熄弧时间控制电气隔离的电磁式继电器、电子式继电器或其他类型继电器。
【文档编号】B23K9/173GK204075467SQ201420319064
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】莫胜撼, 喻宁娜, 何建辉, 钟义广 申请人:广西机电职业技术学院