专利名称：推拉同步送丝装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种涉及电弧焊接中的送丝装置及控制方法。
背景技术：
在电弧焊接中，有推丝式、拉丝式、推拉丝式三种基本送丝方式。推丝式焊枪结构 简单轻便，但焊丝进入焊枪前要经过一段较长的送丝软管，阻力较大。而且随着软管长度加 长，送丝稳定性也将变差。所以送丝软管不能太长，一般在2 5m左右。拉丝式主要用于直 径小于或等于0. 8mm的细焊丝， 一般将焊丝盘直接装在焊枪上，这增加了焊枪的重量。推拉 丝式方式把上述两种方式结合起来，克服了使用推丝式焊枪操作范围小的缺点，送丝软管 可加长到15m左右。推丝电动机是主要的送丝动力，而拉丝机只是将焊丝拉直，以减小推丝 阻力。推力和拉力必须很好地配合，通常拉丝速度应稍快于推丝速度。为了保正送丝稳定， 相应的送丝电机和送丝控制电路都要求严格。这种方式虽有很多优点，但由于结构复杂，调 整麻烦，同时焊枪较重，因此实际应用不多。 生产中迫切需要一种简单可靠的长距离送丝系统，可使得焊工进入狭小的受限空 间，在作业环境周边攀爬和移动，轻松地进行焊接，减轻操作人员的作业强度。
发明内容
本发明的目的是针对长距离送丝技术的不足，提供这样一种实现推拉同步送丝装 置及控制方法。焊丝从焊丝盘通过推丝电机送出，再经过焊丝缓冲器最终由拉丝电机稳定 可靠地送出。整个过程装置简单，控制可靠，送丝稳定。 本发明立足于以下设想，装置本身应尽量简单，重量小，这样才能方便的安装在机 器上和直接拿在手里。控制要可靠，送丝要稳定，拉丝电机对焊丝的拉力不受推丝电机对焊 丝推力的影响。 如图1所示，本发明的推拉同步送丝装置由焊丝盘1、推丝机2、拉丝机10、送丝软 管4、缓冲器5和焊枪枪管11组成。推丝机2上的推丝滚轮3和拉丝机10上的拉丝滚轮9 提供焊丝的前行动力。推丝机2和拉丝机10中间有一缓冲器5，缓冲器5上有一月牙形的 通道，焊丝可以在月牙形通道上自由地上下移动。在送丝软管4的入口前有一推丝机2，推 丝机2上的推丝滚轮3带动焊丝将焊丝从焊丝盘1上送入左端送丝软管4，然后焊丝6通过 缓冲器5后进入右端的送丝软管4，拉丝机10上的拉丝滚轮9将右端送丝软管4上的焊丝 稳定可靠地拉出送入焊枪枪管11到达工件12。由于拉丝机10和推丝机2中间存在一个月 牙形的缓冲器5，拉丝机10对焊丝的拉力与推丝机2对焊丝的推力不受影响，这保证了拉丝 枪输出焊丝的速度稳定可靠。 本发明的推拉同步送丝的控制方法实现焊丝长距离稳定可靠地同步传输，控制方 法简单有效。 拉丝机10送丝速度控制原理如3所示，拉丝电机上装有一用来测速用的编码器， 外部设定的送丝速度与编码器反馈的送丝速度进行比较，比较的值通过PID控制器后输出给拉丝电机。 推丝机2送丝速度控制原理1如图4所示，如图1上所示缓冲器5上有两个接近 开关，上限位接近开关7和下限位接近开关8。当焊丝位于上限位接近开关7和下限位接近 开关8之间时，上限位接近开关7和下限位接近开关8都没有发出信号，此时推丝电机的送 丝速度由拉丝电机反馈回来的送丝速度来控制，推丝滚轮2的送丝速度与拉丝滚轮9的送 丝速度保持一致。当外界出现干扰，推丝滚轮3的送丝速度大于拉丝滚轮9的送丝速度时， 焊丝6在缓冲器5中就会向上移动，当焊丝靠近上限位接近开关7并使其发出信号时，此时 设定推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝 6将往下运动离开上限位接近开关7，重新回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的中 间时，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝速度来控制。当拉丝滚轮 9的送丝速度大于推丝滚轮2的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就会向下移动，当焊丝6 靠近下限位接近开关8并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，则拉丝滚轮 9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将向上运动离开下限位接近开关8，重新 回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的之间，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝 机10反馈回来的送丝速度来控制。焊丝在缓冲器5中的动态过程保证拉丝机10对焊丝的 拉力不受推丝机2对焊丝6推力的影响。 推丝机2的送丝速度控制原理2如图5所示，如图2所示当焊丝6位于限位接近 开关13的上方时，此时设定推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝 滚轮3的送丝速度，焊丝6在缓冲器5中的将向下运动，当焊丝6靠近限位接近开关13并 使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，，则拉丝滚轮9的送丝速度小于推丝 滚轮3的送丝速度，焊丝6在缓冲器5中将向上运到，焊丝6离开限位接近开关向上运动， 此时再设定推丝机2的送丝速度为零。推丝电机就在"一停一转"的循环过程运动，焊丝6 在缓冲器5中"一上一下"循环移动，焊丝6的这样动态移动过程保证拉丝机10对焊丝的 拉力不受推丝机2对焊丝推力的影响。
图1本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图1
图2本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图2
图3拉丝电机送丝速度控制原理图
图4推丝电机送丝速度控制原理图1
图5推丝电机送丝速度控制原理图具体实施例方式
结合附图，下面将进一步描述本发明的具体实施方式
。 图1是本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图。装置由焊丝盘1、 推丝机2、拉丝机10、送丝软管4、缓冲器5和焊枪枪管11组成。推丝机2上的推丝滚轮3 和拉丝机10上的拉丝滚轮9提供焊丝的前行动力。推丝机2和拉丝机10中间有一缓冲器 5，缓冲器5上有一月牙形的通道，焊丝可以在月牙形通道上自由地上下移动。在送丝软管 4的入口前有一推丝机2，推丝机2上的推丝滚轮3带动焊丝将焊丝从焊丝盘1上送入左端送丝软管4，然后焊丝6通过缓冲器5后进入右端的送丝软管4，拉丝机10上的拉丝滚轮9 将右端送丝软管4上的焊丝稳定可靠地拉出送入焊枪枪管11到达工件12。由于拉丝机10 和推丝机2中间存在一个月牙形的缓冲器5，拉丝机10对焊丝的拉力与推丝机2对焊丝的 推力不受影响，这保证了拉丝枪输出焊丝的速度稳定可靠。 图3为本发明的拉丝电机送丝速度控制原理图。拉丝机10送丝速度控制原理如 3所示，拉丝电机上装有一用来测速用的编码器，外部设定的送丝速度与编码器反馈的送丝 速度进行比较，比较的值通过PID控制器后输出给拉丝电机。 图4为本发明针对图1所述的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图的推丝 电机的送丝速度控制原理图。如图1上所示缓冲器5上有两个接近开关，上限位接近开关7 和下限位接近开关8。当焊丝位于上限位接近开关7和下限位接近开关8之间时，上限位接 近开关7和下限位接近开关8都没有发出信号，此时推丝电机的送丝速度由拉丝电机反馈 回来的送丝速度来控制，推丝滚轮2的送丝速度与拉丝滚轮9的送丝速度保持一致。当外 界出现干扰，推丝滚轮3的送丝速度大于拉丝滚轮9的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就 会向上移动，当焊丝靠近上限位接近开关7并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速 度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将往下运动离开上限 位接近开关7，重新回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的中间时，此时推丝机2的 送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝速度来控制。当拉丝滚轮9的送丝速度大于推 丝滚轮2的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就会向下移动，当焊丝6靠近下限位接近开关 8并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推 丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将向上运动离开下限位接近开关8，重新回到上限位接近开关 7和下限位接近开关8的之间，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝 速度来控制。焊丝在缓冲器5中的动态过程保证拉丝机10对焊丝的拉力不受推丝机2对 焊丝6推力的影响。 本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的另一种实施方式如下
图2为本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的另一种实施方式的结构原理图。 与图1的结构原理图相比，区别在于缓冲器5上的接近开关个数，其他结构完全相同。如图 2上所示，缓冲器5上装有一个限位接近开关13。通过限位接近开关13感知焊丝6的位置 来控制推丝机2的送丝速度，使得焊丝始终位于限位接近开关13的附近。
图5为本发明针对图2所述的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图的推丝 电机送丝速度控制原理图。如图2所示当焊丝6位于限位接近开关13的上方时，此时设定 推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6在 缓冲器5中的将向下运动，当焊丝6靠近限位接近开关13并使其发出信号时，此时设定推 丝机2的送丝速度最大，，则拉丝滚轮9的送丝速度小于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6在 缓冲器5中将向上运到，焊丝6离开限位接近开关向上运动，此时再设定推丝机2的送丝速 度为零。推丝电机就在"一停一转"的循环过程运动，焊丝6在缓冲器5中"一上一下"循 环移动，焊丝6的这样动态移动过程保证拉丝机10对焊丝的拉力不受推丝机2对焊丝推力 的影响。
权利要求
一种推拉同步送丝装置，实现焊丝长距离稳定可靠地同步传输，其特征是装置由焊丝盘(1)、推丝机(2)、送丝软管(4)、缓冲器(5)、拉丝机(10)和枪管(11)组成，推丝机(2)上的推丝滚轮(3)带动焊丝将焊丝盘(1)上的焊丝送入左端送丝软管(4)，然后焊丝通过缓冲器(5)后进入右端的送丝软管(4)，拉丝机(10)上的拉丝滚轮(9)将右端送丝软管(4)上的焊丝拉出送入焊枪枪管(11)到达工件(12)。
2. 根据权利要求1所述的推拉同步送丝装置，其特征是拉丝机(10)和推丝机(2)之 间有一缓冲器(5)，缓冲器(5)上有一月牙形通道，焊丝可在月牙形通 道内上下自由移动。
3. 根据权利要求1所述的推拉同步送丝装置，其特征是缓冲器(5)上安装有接近开 关，用于感知焊丝在缓冲器(5)的月牙形通道上的位置。
4. 根据权利要求1所述的推拉同步送丝装置，其特征是装置最大送丝长度为20m。
5. —种用于权利要求1所述的推拉同步送丝装置的推拉同步送丝控制方法，其特征 是拉丝机(10)的送丝速度通过PID控制实现速度闭环控制，推丝机(2)的送丝速度通过 缓冲器(5)上的接近开关感知焊丝的在月牙形通道上的位置来控制。
6. 根据权利要求5所述的推拉同步送丝控制方法，其特征是拉丝机(10)上装有一用 来测速用的编码器，通过外部设定的送丝速度与编码器反馈的送丝速度进行比较，比较的 值通过PID控制器后输出给拉丝机(IO)，实现拉丝机(10)送丝速度的闭环控制。
7. 根据权利要求5所述的推拉同步送丝控制方法，其特征是缓冲器(5)上装有上限 位接近开关(7)和下限位接近开关(8)，当焊丝位于两接近开关之间时，将拉丝机(10)的送 丝速度反馈给推丝机(2)，设定推丝电机的送丝速度与拉丝机的送丝速度相等，实现推丝机 (2)和拉丝机(10)送丝速度同步；当焊丝靠近上限位接近开关(7)并使其发出信号时，设 定推丝机(2)的送丝速度为零，从而使焊丝在缓冲器(5)中向下移动；当焊丝靠近下限位接 近开关(8)并使其发出信号时，设定推丝机(2)的送丝速度最大，从而使焊丝在缓冲器(5) 中向上移动。
8. 根据权利要求5所述的推拉同步送丝控制方法，其特征是缓冲器(5)上装有一个 限位接近开关(13)，当焊丝位于限位接近开关(13)的上方时，设定推丝机(2)的送丝速度 为零，从而使焊丝在缓冲器(5)中往下运动；当焊丝靠近限位接近开关(13)并使其发出信 号时，设定推丝机(2)的送丝速度最大，从而使焊丝在缓冲器(5)中向上移动。
全文摘要
本发明提供了一种推拉同步送丝装置及控制方法，实现焊丝长距离稳定可靠地同步传输。装置由焊丝盘1、推丝机2、送丝软管4、缓冲器5、拉丝机10和枪管11组成。缓冲器5上有一月牙形通道，焊丝6可在月牙形通道内自由移动。焊丝盘1上的焊丝由推丝机2上的推丝滚轮3带动并送入左端送丝软管4，然后焊丝6通过缓冲器5后进入右端送丝软管4，拉丝机10上的拉丝滚轮9将右端送丝软管4上的焊丝送入焊枪枪管11到达工件12。缓冲器5上的上限位接近开关7和下限位接近开关8用来感知焊丝6在缓冲器5上的位置，从而控制推丝机2的送丝速度。本装置实现推丝滚轮对焊丝的推力与拉丝滚轮对焊丝的拉力互不影响，结构简单，控制可靠，送丝稳定。
文档编号B23K9/133GK101786195SQ20101014882
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者侯润石, 吴勇健, 禇华 申请人:杭州凯尔达电焊机有限公司