专利名称：基于plc的电弧焊仿真训练机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电弧焊教学装置，特别是涉及一种基于PLC的电弧焊仿真训练 机。
背景技术：
电焊技术已广泛地应用于工业生产的各个部门，在推动工业的发展和产品的技术 进步以及促进国民经济的发展都发挥着重要作用。而要成为一名合格的电焊工需要经过较 长时间的焊接培训，在这个培训过程中将消耗一定的物力和财力。电焊工受培训人员在焊 接过程中极易违反操作规则，这可能引起设备损坏、火灾、人员伤亡等，从而造成重大经济 损失以及严重的环境污染。同时，长时间电焊作业也将引起人体中毒窒息、视力衰退、烟尘 中毒、弧光辐射等症状，因此，急需要研究一种教学用的电弧焊仿真训练装置。
发明内容本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种 基于PLC的电弧焊仿真训练机。 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现基于PLC的电弧焊仿真训练机，其 特征在于，包括仿真面罩控制单元、仿真焊枪控制单元、数据采集单元、状态显示单元、点火 模拟单元、PLC控制单元、仿真面罩、仿真焊枪、仿真电焊条以及仿真焊道，所述的仿真面罩 控制单元、仿真焊枪控制单元、数据采集单元、状态显示单元以及点火模拟单元均与PLC控 制单元连接，所述的仿真面罩与仿真面罩控制单元连接，所述的仿真焊枪与仿真焊枪控制 单元连接，所述的仿真焊枪、仿真电焊条均与点火模拟单元连接。 所述的点火模拟单元包括高压取样模块、低压取样模块、隔离运算放大模块以及 电弧发生模块，所述的高压取样模块、低压取样模块均与隔离运算放大模块连接，所述的电 弧发生模块与隔离运算放大模块连接。 所述的高压取样模块包括依次相连的高压取样电路、检流电路以及峰值保持电 路。 所述的低压取样模块包括依次相连的低压取样电路、检流电路以及峰值保持电 路。 与现有技术相比，本发明具有以下优点 (1)环保节能 反复使用不存在消耗问题，可以节省大量设备投资，节省大量的原材料消耗，操作 过程中无废气、废料产生，整机功耗低是一个绿色环保产品； [o(rn] (2)使用范围广 广泛应用于电焊工培训和考核中焊接手势训练，模拟真实电焊机焊接工作时焊接 电弧及焊条的消耗，起到同样的视觉效果，提高学员兴趣和学习热情，可实现课堂化教学， 具有较高的实用价值。[0013] 本发明能够在电弧仿真焊训练机所产生的电弧是一个冷光源，眼睛可以直接观看 对视力无损伤.在教学培训中学员不用带面罩就能看见老师的每一个操作动作和要领，解 决了在培训过程中一个根本性问题。这个过程在真实电焊机工作时是不能做到的。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。 如图1所示，基于PLC的电弧焊仿真训练机，包括仿真面罩控制单元1、仿真焊枪控 制单元2、数据采集单元3、状态显示单元4、点火模拟单元5、 PLC控制单元6、仿真面罩7、 仿真焊枪8、仿真电焊条9以及仿真焊道10，所述的仿真面罩控制单元1、仿真焊枪控制单元 2、数据采集单元3、状态显示单元4以及点火模拟单元5均与PLC控制单元6连接，所述的 仿真面罩7与仿真面罩控制单元1连接，所述的仿真焊枪8与仿真焊枪控制单元2连接，所 述的仿真焊枪8、仿真电焊条9均与点火模拟单元5连接。 所述的点火模拟单元5包括高压取样模块、低压取样模块、隔离运算放大模块以 及电弧发生模块，所述的高压取样模块、低压取样模块均与隔离运算放大模块连接，所述的 电弧发生模块与隔离运算放大模块连接；所述的高压取样模块包括依次相连的高压取样电 路、检流电路以及峰值保持电路；所述的低压取样模块包括依次相连的低压取样电路、检流 电路以及峰值保持电路。 焊接时模拟真实电焊机"点火"起弧动作，电焊间距检测方法，其电路包括相连的 高压、低压取样电路和隔离运算放大器，其中高压、低压取样电路，包括依次相连的取样电 路、检流电路和峰值保持电路，用于保证隔离运算放大器的输入端有一定时间段的电压为 峰值电压；隔离运算放大器，用于在高压脉冲电路上的抗干扰与隔离。使得仿真训练时仿真 电焊条与"焊道"之间的距离的检测水准得以提高，以便于正确评价电焊操作的训练水平， 从而满足电焊实际训练的要求。 通过连接仿真电焊面罩、仿真电焊枪、仿真电焊条、仿真焊道模拟真实焊接中全过 程。操作者将仿真电焊条在焊道上模拟焊接训练，此时如发生焊接短路、熄火现象通过数据 采集单元将信号传送到PLC进行，由PLC进行输出，将计入状态通过计数电路显示短路、熄 火次数，从而反映学员焊接水平。状态显示单元，有短路、熄火次数数码管显示，可以了解学 员焊接水平也可以用在电焊工考核中。还可设置复位按钮，对前次练习计数清零。
权利要求基于PLC的电弧焊仿真训练机，其特征在于，包括仿真面罩控制单元、仿真焊枪控制单元、数据采集单元、状态显示单元、点火模拟单元、PLC控制单元、仿真面罩、仿真焊枪、仿真电焊条以及仿真焊道，所述的仿真面罩控制单元、仿真焊枪控制单元、数据采集单元、状态显示单元以及点火模拟单元均与PLC控制单元连接，所述的仿真面罩与仿真面罩控制单元连接，所述的仿真焊枪与仿真焊枪控制单元连接，所述的仿真焊枪、仿真电焊条均与点火模拟单元连接。
2. 根据权利要求1所述的基于PLC的电弧焊仿真训练机，其特征在于，所述的点火模拟 单元包括高压取样模块、低压取样模块、隔离运算放大模块以及电弧发生模块，所述的高压 取样模块、低压取样模块均与隔离运算放大模块连接，所述的电弧发生模块与隔离运算放 大模块连接。
3. 根据权利要求2所述的基于PLC的电弧焊仿真训练机，其特征在于，所述的高压取样 模块包括依次相连的高压取样电路、检流电路以及峰值保持电路。
4. 根据权利要求2所述的基于PLC的电弧焊仿真训练机，其特征在于，所述的低压取样 模块包括依次相连的低压取样电路、检流电路以及峰值保持电路。
专利摘要本实用新型涉及基于PLC的电弧焊仿真训练机，包括仿真面罩控制单元、仿真焊枪控制单元、数据采集单元、状态显示单元、点火模拟单元、PLC控制单元、仿真面罩、仿真焊枪、仿真电焊条以及仿真焊道，所述的仿真面罩控制单元、仿真焊枪控制单元、数据采集单元、状态显示单元以及点火模拟单元均与PLC控制单元连接，所述的仿真面罩与仿真面罩控制单元连接，所述的仿真焊枪与仿真焊枪控制单元连接，所述的仿真焊枪、仿真电焊条均与点火模拟单元连接。与现有技术相比，本实用新型环保节能、使用范围广，能很好的模拟真实的焊接过程，极其适合在焊接培训中推广应用。
文档编号G09B9/00GK201465333SQ20092007547
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者孙巍, 庄德渊 申请人:上海工程技术大学