大型辊轴磨损后的二堆焊自动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及堆焊领域，尤其是一种堆焊磨损辊轴的自动控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]大型辊轴在使用过程中会因为局部强度变化大而造成乳辊出现磨损、崩坑、乳辊表面出现裂纹、乳辊断裂、乳辊硬度不均匀等损坏现象，从而导致乳辊报废，特别是在冷乳钢厂和连铸钢厂中经常出现此类现象。由于辊轴均采用特种钢材，而特种钢材都是经过锻造和复杂的热处理过程制造而成，价格较高，每年钢厂中的辊轴损耗量巨大，之后又因不能修复或者修复后达不到原有性能而报废，这给我国冶金行业造成重大的经济损失。
[0003]现有施焊大多通过人工操作，容易出现控制失误导致处理不善的情况，而且通过人工判断和控制该磨损辊轴的堆焊，对操作人员的技术要求高，效率低，且精确度不高。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种堆焊磨损辊轴的自动控制方法，该自动控制系统及方法通过对其各个参数的精确控制，实现对磨损辊轴进行自动打磨、清洁、施焊、探伤和加热，精确度高，效率高；高度自动化实现了在尽量少的操作工人以及高度安全操作的前提下，创造出最大的利益经济效益。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
一种堆焊磨损辊轴的自动控制方法，其特征在于，它包括:
步骤1:分别在输入模块输入第一施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第一起点数字信号0011和第一终点数字信号0012传递至PLC;输入第二施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第二起点数字信号0021和第二终点数字信号0022传递至PLC;……；输入第N施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第二起点数字信号00N1和第二终点数字信号00N2传递至 PLC;
步骤2: PLC接收各起点数字信号和终点数字信号;接收数字信号301和302;计算相邻两施焊点的圆周距，进而计算转动齿轮的旋转角度;计算滑块的滑移距离，连杆的伸缩长度，旋转凸台的旋转角度，T形杆上下转动的角度;并向齿轮模块、滑移模块、伸缩模块、打磨模块、加热模块、堆焊模块和探伤模块分别传递执行信号101、102、1031/1032、1041/1042、105、106和107;所述PLC接收缺陷数字信号，向主控设备中的显示屏传递至缺陷信号进行显示；
步骤3:所述齿轮模块接收执行信号101，控制转动齿轮转动至指定位置；
所述滑移模块接收执行信号102，先将置于清洁机构中的滑块滑移至预定位置201，待到清洁机构复位后，再按要求滑移置于机械臂中的滑块；当T形杆与旋转凸台距离小于或等于预定距离值，则向PLC传递预警数字信号，并将滑块上移。
[0006]所述伸缩模块接收执行信号1031，将清洁机构连杆按要求伸缩，待到清洁机构复位后，再将置于机械臂中的连杆伸缩至预定位置202;接收执行信号1032，将连杆收缩复位； 所述打磨模块，接收执行信号1041，将打磨轮旋转至T形杆的下方，配合伸缩模块和齿轮模块对辊轴进行打磨;执行完毕后向PLC传递数字信号301;接收执行信号1042，将锤头旋转至Τ形杆的下方，控制Τ形杆上下转动，用于对辊轴去除焊渣;执行完毕后向PLC传递数字信号302;当打磨轮将一施焊点打磨4mm时，向PLC传递完成信号;转动齿轮，直到辊轴到达下一施焊位点；锤头对一施焊位点敲打5次，则向PLC传递完成信号;所述PLC控制齿轮模块转动转动齿轮，直到棍轴到达下一施焊位点。
[0007]步骤4:加热模块接收执行信号105，控制旋转凸台至预定位置206，打开点火器，与齿轮模块配合，对辊轴进行加热；
所述堆焊模块包括设于旋转凸台下方的焊枪;接收执行信号106，控制旋转凸台至预定位置207，与齿轮模块配合，对辊轴施焊;及对缺陷位点进行重焊；
所述探伤模块包括设于旋转凸台下方的超声波探伤仪探头;用于接收执行信号107，控制旋转凸台至预定位置208，与齿轮模块配合，对辊轴进行探伤；当探测到辊轴有缺陷，则向PLC传递缺陷数字信号;所述PLC向主控设备中的显示屏传递缺陷信号进行显示。
[0008]该堆焊磨损辊轴的自动控制方法的控制系统，包括滑移模块、伸缩模块、打磨模块、齿轮模块、堆焊模块、探伤模块、加热模块、输入模块和PLC;
分别在所述输入模块输入第一施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第一起点数字信号0011和第一终点数字信号0012传递至PLC;输入第二施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第二起点数字信号0021和第二终点数字信号0022传递至PLC;……；输入第N施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第二起点数字信号00N1和第二终点数字信号00N2传递至PLC；
所述PLC分别与滑移模块、伸缩模块、打磨模块、齿轮模块、堆焊模块、探伤模块、加热模块和输入模块相连;用于接收各起点数字信号和终点数字信号;接收数字信号301和302;计算两相邻施焊点的圆周距，进而计算转动齿轮的旋转角度;计算滑块的滑移距离，连杆的伸缩长度，旋转凸台的旋转角度，T形杆上下转动的角度;并向齿轮模块、滑移模块、伸缩模块、打磨模块、加热模块、堆焊模块和探伤模块分别传递执行信号101、102、1031/1032、1041/1042、105、106和107;
所述齿轮模块接收执行信号101，控制转动齿轮转动至指定位置；
所述滑移模块接收执行信号102，先将置于清洁机构中的滑块滑移至预定位置201，待到清洁机构复位后，再按要求滑移置于机械臂中的滑块；
T形杆、打磨轮、锤头及与T形杆相连的连杆，与该连杆相连的滑块组成清洁机构;所述连杆与T形杆连接处设有转动旋钮，所述转动旋钮用于在YZ平面360度旋转T形杆;所述伸缩模块接收执行信号1031，将清洁机构连杆按要求伸缩，待到清洁机构复位后，再将置于机械臂中的连杆伸缩至预定位置202;接收执行信号1032，将连杆收缩复位；
所述打磨模块，接收执行信号1041，将打磨轮旋转至T形杆的下方，配合伸缩模块和齿轮模块对辊轴进行打磨;执行完毕后向PLC传递数字信号301;接收执行信号1042，将锤头旋转至T形杆的下方，控制T形杆上下转动，用于对辊轴去除焊渣;执行完毕后向PLC传递数字信号302;
所述加热模块包括设于旋转凸台下方的氧-乙炔枪头及其点火器;接收执行信号105，控制旋转凸台至预定位置206，打开点火器，与齿轮模块和伸缩模块配合，对辊轴进行加热； 所述堆焊模块包括设于旋转凸台下方的焊枪;接收执行信号106，控制旋转凸台至预定位置207，与齿轮模块和伸缩模块配合，对辊轴施焊；
所述探伤模块包括设于旋转凸台下方的超声波探伤仪探头;用于接收执行信号107，控制旋转凸台至预定位置208，与齿轮模块和伸缩模块配合，对辊轴进行探伤。
[0009]进一步地，所述T形杆设有位移传感器1，用于感应T形杆与旋转凸台距离是否小于或等于预定距离值，若小于或等于预定距离值，则向PLC传递预警数字信号，所述PLC控制滑移丰旲块将滑块上移。
[0010]进一步地，所述支架上端设有位移传感器2，用于当打磨轮将一施焊点打磨4mm时，向PLC传递完成信号;所述PLC控制齿轮模块转动齿轮，直到辊轴到达下一施焊位点。
[0011 ]进一步地，T形杆上下转动5次，即:所述锤头对一施焊位点敲打5次，则向PLC传递完成信号;所述PLC控制齿轮模块转动齿轮，直到辊轴到达下一施焊位点。
[0012]进一步地，所述探伤模块探测到辊轴有缺陷，则向PLC传递缺陷数字信号;所述PLC向主控设备中的显示屏传递缺陷信号进行显示;同时控制堆焊模块，对缺陷位点进行重焊。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1、采用自动化控制不容易出现控制失误；
通过自动控制滑块的滑移、连杆的伸缩和T形杆的旋转，实现了对磨损辊轴的自动打磨和清洁;使得清洁过程更加缜密，不容易出现遗漏对磨损辊轴的打磨和清洁，由于焊枪、超声波探伤仪探头、和氧-乙炔枪头形状相差不大，人工操作容易混淆，通过自动控制旋转凸台的旋转，实现对磨损辊轴的施焊、探伤和加热，不容易出现弄错的情况。
[0014]2、对磨损辊轴施焊的效果高，堆焊层缺陷少，焊道成形质量好，节约了能源；
由于采用的是埋弧自动堆焊，在焊接过程中，由于熔渣隔绝了空气，焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低，再由于熔渣的保温作用，使熔池存在时间较长，液态金属与熔渣、气体的冶金反应比较充分，加上焊接参数可以通过自动调节保持稳定，致使堆焊层的化学成分和性能比较均匀，堆焊层表面平整，机械性能较好;在堆焊方法中，参数设置最重要，参数设置不好，不仅影响焊道成形质量，还会影响整个堆焊方法，导致焊接失败。本发明的工艺焊接速度选择恰当，焊接电流和焊接电压控制合适，故焊道成形质量好，堆焊部位几乎无气孔，夹杂，缩孔等缺陷，每道焊道之间重合1/3，保证了无漏焊少焊问题出现；
同时，由于采用自动化控制，节约了人力资源成本。
[0015]3、布置灵活、实时性优、稳定性好，可靠性和安全性高；
该系统各个模块布置灵活，自动调节清洁机构与机械臂的距离，预见可能的故障，并提前作出处理，稳定性好，通过对T形杆和旋转凸台等的各项参数的精确控制，实现对磨损辊轴的精准施焊，安全运行以及高度集成化，可靠性高。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的堆焊机的部分示意图。
[0017]图中标记:1为辊轴，7为滑动导轨，8为滑块，9为支架，10为转动齿轮，11为连杆，12为打磨轮，13为锤头，14为焊枪，15为超声波探伤仪探头，16为氧-乙炔枪头，17为旋转凸台，18主体设备，…为了形杆，20为机械臂。
【具体实施方式】
[0018]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0019]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0020]如图1所示，一种堆焊磨损辊轴的自动控制系统的自动控制方法，它包括:
步骤1:分别在所述输入模块输入第一施焊点在辊轴上的起点和终点，并转化为第一起点数字信号0011和第一终点数字信号0012传递至PLC;输入第二施焊