专利名称：基于plc控制器的多功能等离子弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种等离子弧焊机，特别涉及一种基于PLC (Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器的多功能等离子弧焊机。
背景技术：
等离子弧焊接方法是利用特殊结构的焊炬将电弧压缩成圆柱形，使它具有电弧能 量集中、电弧温度和穿透力强等特点。在不开坡口，不需加填充丝和不需要在焊缝背面加衬 垫的条件下，一次可焊接8毫米以下厚度的板材，并能双面成型。而钨极氩弧焊接方法的 形成比等离子弧焊接方法要简单和方便，电弧为自由电弧，成锥形，电弧的能量不太集中， 温度也较低，它一次只能焊透3毫米以下厚度的薄板，但它的焊炬结构较简单，操作也较方 便。另外，还可用手工钨极氩弧焊接方法作手工操作焊接。但是，这三种焊接方法所用焊接设备，以往都是以单独的形式出现，如果要焊接不 同厚度的板材，则需要订购不同类型的焊机；如果遇到形状不规则的焊缝，自动焊无法操 作，还需另选手工焊机来完成，这在焊接场合是常有的事。有的厂家偶有相互转用的设备， 但控制使用了传统的模拟电路，电路复杂，质量问题较多。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于PLC控制器的多功能等离子弧 焊机，其方便设备的检修与维护，在很大程度上提高了设备的性能，提高了设备运行的可靠 性。为解决所述技术问题，本实用新型提供了一种基于PLC控制器的多功能等离子弧 焊机，其包括焊接电源、控制柜、操作箱、焊枪、电磁气阀、水流检测器、水源、气源，水源通过 水流检测器与控制柜连接，气源通过电磁气阀与控制柜连接，控制柜还与焊接电源、操作 箱、焊枪连接。优选地，所述操作箱包括相互连接的操作面板和电机驱动板。优选地，所述控制柜包括电流控制板、PLC控制器，电流控制板和PLC控制器连接。本实用新型的积极进步效果在于本实用新型将三种焊接方法置于一台设备中， 且使用PLC控制器进行控制，不同的焊接方法仅改换一把焊炬即可完成，从而实现一机多 用的目的。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。现有技术中的焊机都是以单一功能出现的，不能相互通用，这就限制了设备的使用范围。但这三种焊接方法(即等离子弧焊接方法、自动钨极氩弧焊接方法和手工钨极氩 弧焊接方法)有其共同的特点首先，这三种焊接方法所用的焊接电源都要求是具有陡降 外特性曲线的整流式电源——逆变式或晶闸管式都可以；其次，都需要氩气作保护气，因而 都需要有提前送气和滞后关气的功能，并需有气体流量可调节及显示功能；再其次是焊炬 都需有循环水冷却装置；还有它们必需有非接触式的引弧装置。它们三者之间也有一些差 别，例如等离子弧焊接方法需要先引弧，再进行转弧方能建立正常的等离子弧，而氩弧焊接 方法直接引燃电弧，而手工氩弧焊接方法更省略了焊枪行走机构和填充丝装置，操作更为 简单。这些动作程序上的差别通过控制系统中的可编程序控制器的可编程序，很方便的解 决了，而且控制系统也因此大为简化，更提高了系统运行的可靠性。而焊炬结构的不一样， 则通过不同的接口来进行连接。这样，三种焊接方法就很方便的集于一台设备中。对于焊 接使用单位来说，焊接不同厚度的材料是常有的事，而本实用新型的焊接设备就为此提供 了方便并扩大了设备的适用范围。如图1所示，本实用新型基于PLC控制器的多功能等离子弧焊机采用分立式结构 且包括焊接电源、控制柜、操作箱、焊枪、电磁气阀、水流检测器、水源、气源，水源通过水流 检测器与控制柜连接，气源通过电磁气阀与控制柜连接，控制柜还与焊接电源、操作箱、焊 枪连接。焊机电源包括相互连接的三相可控硅整流桥和变压器，焊机电源可以提供20至 315安培连续可调的电流。控制柜包括电流控制板、PLC控制器，电流控制板和PLC控制器 连接。操作箱包括相互连接的操作面板和电机驱动板。其中，接入控制柜的焊接电源的正端经外附分流器接入电流表用以检测焊机的焊 接电流，然后接入主接触器，主接触器的一端用以连接氩弧焊接的工件端，另一端用以连接 等离子焊接的工件端。主接触器的控制由电流控制板和PLC控制器联合控制。接入控制 柜的电源的负端经高频引弧线圈接入焊枪的钨极棒，与接上电源正端的工件形成主焊接回 路。电流控制板负责控制气体的衰减和电流的衰减。在气源方面，等离子弧焊接时采用两 个独立的气瓶供气，一瓶用作基本离子气，一瓶用作保护气，在气瓶的出口处分别安装有气 体减压阀，用以保证焊接时气流的稳定，不至影响焊缝的成形。PLC控制器作为本实用新型的控制核心，具备如下的功能一、负责焊接电源的启 动；二、控制主接触器及高频引弧器的开关；三、负责多路气体的时序控制；四、控制小车及 送丝机的启停；五、为电流控制板提供电流衰减信号；六、人机通信接口 接受外部的信号 输入，并输出显示。PLC控制器的具体控制过程如下首先，开启焊接电源后，接通冷却水箱，水流开关检测到水流信号后发送给PLC控 制器，PLC控制器开始正常工作。此时按下“引弧”按钮，基本离子气阀及离子气阀预先接通，经延时后焊接电源即 输出约70V空载电压，同时PLC控制器启动高频引弧器，在钨极棒和焊枪喷嘴间产生高频火 花，引燃小弧，小弧建立后，高频自行切断；接下来按下“焊接”按钮，PLC控制器输出信号，使保护气预先接通，经过规定的延 时后，PLC控制器启动主接触器，主焊接回路接通，流经钨极棒的离子气在主电压的作用下 发生电离，在钨极棒和工件之间形成主电弧，此时主电弧一旦建立，PLC控制器延时0. 6S后 切断小弧回路，电弧预热工件，小车根据“时间继电器”预设的时间延时行走，开始焊接。如果需要填充丝，将“送丝选择开关”置于焊接位置即可自动送丝，快慢可自行调节。当焊接结束时按下“停止”按钮后，PLC控制器立即给电流控制板及离子气阀发出 关断信号。离子气因经过储气罐，在切断供气阀后，气流开始衰减；同时电流控制板接收到 PLC控制器的关断信号后，输出信号开始预定速度衰减。主焊接电弧在气流和电流同时衰减 的情况下，电弧开始慢慢减小。电流衰减的速度可预先设置，待电流衰减到最小值时，电弧 熄灭，基本离子气和保护气将延时关闭，用以保护钨极及最后一道焊缝表面不被氧化。焊接的过程中若因故需中途停机，可按下“急停按钮”，PLC控制器即刻关断焊接电 源，焊接电流立即被切断，但保护气和离子气体仍维持一段时间，延时后关闭，以保证设备 和工件的安全。氩弧焊具有同样的操作功能，只是去除了小弧控制过程，在高频引弧后即可进入 正常的主电弧焊接过程。当要使用手工焊操作时也是同样的原理。通过控制柜上功能开关 切换后，PLC控制器就会按设定的程序进行工作。以前的控制技术均要靠传统的晶体管电路来驱动电磁继电器，由于控制过程多， 使得电路复杂繁琐，容易出现质量问题，并且在延时时间的处理上不够精确。本实用新型的最突出优点在于采用PLC控制器，它是该设备的控制中枢，PLC控制 器主要负责等离子气体及保护气体的通断控制，焊接电源的启停控制以及焊接小车、送丝 机的启停控制等程序的控制。延时时间控制精确，简化了外围设备，优化了控制逻辑，方便 设备的检修与维护，在很大程度上提高了设备的性能，提高了设备运行的可靠性。同时提供 一机多用的功能，降低了生产成本。另外，该设备结构灵活，可根据生产需要配置更强功能 的附件。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做 出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求一种基于PLC控制器的多功能等离子弧焊机，其特征在于，其包括焊接电源、控制柜、操作箱、焊枪、电磁气阀、水流检测器、水源、气源，水源通过水流检测器与控制柜连接，气源通过电磁气阀与控制柜连接，控制柜还与焊接电源、操作箱、焊枪连接。
2.如权利要求1所述的基于PLC控制器的多功能等离子弧焊机，其特征在于，所述操作 箱包括相互连接的操作面板和电机驱动板。
3.如权利要求1所述的基于PLC控制器的多功能等离子弧焊机，其特征在于，所述控制 柜包括电流控制板、PLC控制器，电流控制板和PLC控制器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于PLC控制器的多功能等离子弧焊机，其包括焊接电源、控制柜、操作箱、焊枪、电磁气阀、水流检测器、水源、气源，水源通过水流检测器与控制柜连接，气源通过电磁气阀与控制柜连接，控制柜还与焊接电源、操作箱、焊枪连接。本实用新型方便设备的检修与维护，在很大程度上提高了设备的性能，提高了设备运行的可靠性。
文档编号B23K10/02GK201669505SQ20102019438
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者余学成, 李东阳, 颜寅三 申请人:上海东升焊接集团有限公司;上海东升焊接集团信息技术有限公司