一种自动控制滞后角的焊丝层绕机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动控制滞后角的焊丝层绕机。其技术方案是：所述焊丝层绕机的收线机构与排线机构平行设置。收线机构的第一变频电机(1)与绕丝盘(12)轴连接。排线机构的两根导杆(6)穿过移动平台(7)对应的通孔，在一根导杆(6)的靠近两端处对应地装有左限位开关(2)和右限位开关(11)；与移动平台(7)螺纹连接的丝杠(5)与第二变频电机(3)轴连接，移动平台(7)通过支撑轴(18)与摆动条形板(9)的后端固定连接，移动平台(7)上的角位移传感器(17)通过连接杆(16)与摆动条形板(9)固定连接，摆动条形板(9)的两端对称地装有导向器(8)。本发明具有误差积累小、适应焊丝直径范围宽、排线行程容易调整和滞后角控制精确的特点。
【专利说明】
一种自动控制滞后角的焊丝层绕机
技术领域
[0001]本发明属于焊丝层绕机技术领域。具体涉及一种自动控制滞后角的焊丝层绕机。
【背景技术】
[0002]在使用焊丝进行电弧焊时，焊接电流常常是根据送焊丝的速度来进行调节的。因此焊丝的送进是否稳定，将直接影响电弧燃烧的稳定性和焊缝成型。要实现稳定的焊丝送进，成品焊丝则必须实现精密层绕。焊丝的层绕是焊丝生产过程中最费工时的工序，排线机构是决定层绕机工作效率高低的关键之一，最佳的排线机构要满足:
1、排线机构往复周期与焊丝层绕来回的周期严格吻合且没有累计误差；
2、绕着点在不同的位置时，排线机构与绕着点保持最佳的滞后角；
3、能够层绕一定尺寸范围内的各种规格的焊丝；
4、排线机构的行程在一定的范围内可调整，适用于不同规格的绕丝盘；
5、具体的滞后角可随不同种类的焊丝而设置，例如铝焊丝的滞后角小于普通焊丝。
[0003]现有的排线机构有三种:
1.变速箱齿轮转动凸轮排线。不同直径的焊丝靠不同的转动比来确定排线速度，往复行程和滞后角靠凸轮来保证。这种方式对焊丝适应性差，只有某种焊丝的直径恰好适合某个转动比时，排线准确可靠，无累积误差，效率高;但是变速箱体积有限，能适应的焊丝直径范围有限，另外对在两挡传动比之间的焊丝直径，排线时累计误差较大。
[0004]2.步进电动机驱动凸轮排线。由焊丝的直径和主轴的转速来计算出步进电机的转速。这种方式没有变速箱的限制，能适应的焊丝直径范围较宽，累计误差小；但是焊丝直径的测量和焊丝直径的变化是造成误差的主要原因，且不同的滞后角和行程要靠更换不同的凸轮来实现调整。
[0005]3.步进电动机驱动丝杆排线。由焊丝的直径和主轴的转速计算出步进电机的转速，在行程的两端设限位开关，利用步进电机正反转控制排线的往返。这种方式适用的焊丝直径范围宽，误差不会累计，排线行程容易调整，但是在行程两端反向时，滞后角难以精确控制。
[0006]
【发明内容】
:
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种误差积累小、适应焊丝直径范围宽、排线行程容易调整和滞后角控制精确的自动控制滞后角的焊丝层绕机。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:所述焊丝层绕机由控制系统、排线机构和收线机构组成;收线机构与排线机构平行设置，收线机构位于排线机构的正前方。
[0008]收线机构由第一变频电机和绕丝盘组成，第一变频电机通过连轴器与绕丝盘轴连接。
[0009]排线机构包括第二变频电机、丝杠、两根导杆、移动平台和摆动条形板。移动平台的本体为方块状，所述本体水平地开有两个通孔，两个通孔平行设置，两根导杆对应地穿过两个通孔，两根导杆的两端与对应的左安装架和右安装架固定连接，在一根导杆的靠近左端处和靠近右端处对应地装有左限位开关和右限位开关。所述本体的两个通孔的上方或下方开有螺孔，螺孔中心线与两个通孔中心线相互平行，丝杠与所述螺孔螺纹连接，丝杠的一端通过轴承安装在右安装架中，丝杠的另一端穿过安装在左安装架的轴承与第二变频电机轴连接。
[0010]所述本体上平面后侧的中间位置处垂直地开有轴孔，支撑轴的下端活动地装入轴孔中，支撑轴的上端与摆动条形板的下平面靠近后端处固定连接;所述本体上平面装有角位移传感器，角位移传感器位于所述轴孔的正前方，角位移传感器的旋转部分通过连接杆与摆动条形板下平面固定连接。
[0011]所述摆动条形板上平面的靠近前端处和靠近后端处对称地开有条形槽，条形槽与摆动条形板的短边平行，每个条形槽内装有导向器。两个导向器的结构相同:导向器包括两个滑座、两个滚柱和一个调节螺栓，两个滑座均为方块状，两个滑座活动地装入所述条形槽内。两个滑座分别开有螺孔，两个滑座的螺孔螺纹方向相反，两个滑座的螺孔中心线的延长线为同一直线；调节螺栓穿过所述条形槽与两个滑座的螺孔螺纹连接，两个滑座的上平面各装有滚柱，两个滚柱垂直设置;两个滚柱的结构相同:圆型套筒通过轴承与竖轴活动连接，竖轴垂直地固定在滑座(14)的上平面。
[0012]控制系统包括PLC、第一变频器、第二变频器和触摸屏。PLC的L接线端、N接线端与220V交流电的L相、N相对应连接，PLC的10.0接线端与左限位开关的NO接线端连接，PLC的10.1接线端与右限位开关的NO接线端连接;PLC的AIWO接线端与角位移传感器的2接线端连接;PLC的RS485通信端口与触摸屏的RS485通信端口连接;PLC的Q0.0接线端、Q0.1接线端、AQW4接线端与第一变频器的DO接线端、Dl接线端、AC接线端对应连接;PLC的Q0.4接线端、Q0.5接线端、AQW6接线端与第二变频器的DO接线端、Dl接线端、AC接线端对应连接;第一变频器R接线端、S接线端、T接线端与第一变频电机的A接线端、B接线端、C接线端对应连接，第二变频器的R接线端、S接线端、T接线端与第二变频电机的A接线端、B接线端、C接线端对应连接，三相交流电源的U相、V相、W相分别与第一变频器的U接线端、V接线端、W接线端和第二变频器的U接线端、V接线端、W接线端对应连接。
[0013]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果:
1、本发明的控制系统采用了触摸屏，能够方便地对滞后角、绕线速度等参数进行修改。
[0014]2、本发明采用的导向器的结构是:每个条形槽内活动地设置有两个方块状的滑座，两个滑座沿同一中心线水平地开有螺孔，两个滑座的螺孔螺纹方向相反;调节螺栓穿过条形槽与两个滑座的螺孔螺纹连接，每个滑座的上平面活动地装有两个滚柱。旋转调节螺栓便能够调节滚柱的间距，故能适应各种不同规格的焊丝。
[0015]3、本发明的左限位开关和右限位开关对应地安装在导杆的靠近左端处和靠近右端处，能方便地改变限位开关的安装位置，排线行程容易调整，故能够适应各种不同规格的绕丝盘。
[0016]4、本发明用的第二变频电机驱动丝杠，使移动平台和摆动条形板沿着导杆往返移动，排线位置受第二变频电机和丝杠螺距的控制，故排线的误差累积小。
[0017]5、本发明用的移动平台和摆动条形板之间的角位移传感器能够测得绕线的滞后角，并反馈给PLC，形成闭环反馈，故能够保证滞后角的精确控制。
[0018]因此，本发明具有误差积累小、适应焊丝直径范围宽、排线行程容易调整和滞后角控制精确的特点。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1中I的局部放大示意图；
图3是图1的左视不意图；
图4是本发明的一种控制系统示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0021]实施例1
一种自动控制滞后角的焊丝层绕机。如图1和图3所示，所述焊丝层绕机由控制系统、排线机构和收线机构组成;收线机构与排线机构平行设置，收线机构位于排线机构的正前方。
[0022]如图1所示，收线机构由第一变频电机I和绕丝盘12组成，第一变频电机I通过连轴器与绕丝盘12轴连接。
[0023]如图1和图3所示，排线机构包括第二变频电机3、丝杠5、两根导杆6、移动平台7和摆动条形板9。移动平台7的本体为方块状，所述本体水平地开有两个通孔，两个通孔平行设置，两根导杆6对应地穿过两个通孔，两根导杆6的两端与对应的左安装架4和右安装架10固定连接，在一根导杆6的靠近左端处和靠近右端处对应地装有左限位开关2和右限位开关
11。所述本体的两个通孔的上方或下方开有螺孔，螺孔中心线与两个通孔中心线相互平行，丝杠5与所述螺孔螺纹连接，丝杠5的一端通过轴承安装在右安装架10中，丝杠5的另一端穿过安装在左安装架4的轴承与第二变频电机3轴连接。
[0024]如图3所示，所述本体上平面后侧的中间位置处垂直地开有轴孔，支撑轴18的下端活动地装入轴孔中，支撑轴18的上端与摆动条形板9的下平面靠近后端处固定连接;所述本体上平面装有角位移传感器17，角位移传感器17位于所述轴孔的正前方，角位移传感器17的旋转部分通过连接杆16与摆动条形板9下平面固定连接.如图1和图3所示，所述摆动条形板9上平面的靠近前端处和靠近后端处对称地开有条形槽，条形槽与摆动条形板9的短边平行，每个条形槽内装有导向器8。两个导向器8的结构相同:如图2所示，导向器8包括两个滑座14、两个滚柱13和一个调节螺栓15;两个滑座14均为方块状，两个滑座14活动地装入所述条形槽内；两个滑座14分别开有螺孔，两个滑座14的螺孔螺纹方向相反，两个滑座14的螺孔中心线的延长线为同一直线。调节螺栓15穿过所述条形槽与两个滑座14的螺孔螺纹连接，两个滑座14的上平面各装有滚柱13，两个滚柱13垂直设置;两个滚柱的结构相同:圆型套筒通过轴承与竖轴活动连接，竖轴垂直地固定在滑座(14的上平面)。
[0025]控制系统包括PLC20、第一变频器24、第二变频器22和触摸屏21。如图4所示，PLC20的L接线端、N接线端与220V交流电19的L相、N相对应连接，PLC20的10.0接线端与左限位开关2的NO接线端连接，PLC20的1.1接线端与右限位开关11的NO接线端连接;PLC20的AIWO接线端与角位移传感器17的2接线端连接;PLC20的RS485通信端口与触摸屏21的RS485通信端口连接;PLC20的Q0.0接线端、Q0.1接线端、AQW4接线端与第一变频器24的DO接线端、Dl接线端、AC接线端对应连接;PLC20的Q0.4接线端、Q0.5接线端、AQW6接线端与第二变频器22的DO接线端、Dl接线端、AC接线端对应连接;第一变频器24R接线端、S接线端、T接线端与第一变频电机I的A接线端、B接线端、C接线端对应连接，第二变频器22的R接线端、S接线端、T接线端与第二变频电机3的A接线端、B接线端、C接线端对应连接，三相交流电源23的U相、V相、W相分别与第一变频器24的U接线端、V接线端、W接线端和第二变频器22的U接线端、V接线端、W接线端对应连接。
[0026]本【具体实施方式】与现有技术相比具有如下积极效果:
1、本【具体实施方式】的控制系统采用了触摸屏21，能够方便地对滞后角、绕线速度等参数进行修改。
[0027]2、本【具体实施方式】采用的导向器8的结构是:每个条形槽内活动地设置有两个方块状的滑座14，两个滑座14沿同一中心线水平地开有螺孔，两个滑座14的螺孔螺纹方向相反;调节螺栓15穿过条形槽与两个滑座14的螺孔螺纹连接，每个滑座14的上平面活动地装有两个滚柱13。旋转调节螺栓15便能够调节滚柱13的间距，故能适应各种不同规格的焊丝。
[0028]3、本【具体实施方式】的左限位开关2和右限位开关11对应地安装在导杆6的靠近左端处和靠近右端处，能方便地改变限位开关的安装位置，排线行程容易调整，故能够适应各种不同规格的绕丝盘。
[0029]4、本【具体实施方式】用的第二变频电机3驱动丝杠5，使移动平台7和摆动条形板9沿着导杆6往返移动，排线位置受第二变频电机3和丝杠螺距5的控制，故排线的误差累积小。
[0030]5、本【具体实施方式】用的移动平台7和摆动条形板9之间的角位移传感器17能够测得绕线的滞后角，并反馈给PLC20，形成闭环反馈，故能够保证滞后角的精确控制。
[0031]因此，本【具体实施方式】具有误差积累小、适应焊丝直径范围宽、排线行程容易调整和滞后角控制精确的特点。
【主权项】
1.一种自动控制滞后角的焊丝层绕机，其特征在于所述焊丝层绕机由控制系统、排线机构和收线机构组成;收线机构与排线机构平行设置，收线机构位于排线机构的正前方；收线机构由第一变频电机(I)和绕丝盘(12)组成，第一变频电机(I)通过连轴器与绕丝盘(12)轴连接； 排线机构包括第二变频电机(3)、丝杠(5)、两根导杆(6)、移动平台(7)和摆动条形板(9);移动平台(7)的本体为方块状，所述本体水平地开有两个通孔，两个通孔平行设置，两根导杆(6)对应地穿过两个通孔，两根导杆(6)的两端与对应的左安装架(4)和右安装架(10)固定连接，在一根导杆(6)的靠近左端处和靠近右端处对应地装有左限位开关(2)和右限位开关(11);所述本体的两个通孔的上方或下方开有螺孔，螺孔中心线与两个通孔中心线相互平行，丝杠(5)与所述螺孔螺纹连接，丝杠(5)的一端通过轴承安装在右安装架(10)中，丝杠(5)的另一端穿过安装在左安装架(4)的轴承与第二变频电机(3)轴连接； 所述本体上平面后侧的中间位置处垂直地开有轴孔，支撑轴(18)的下端活动地装入轴孔中，支撑轴(18)的上端与摆动条形板(9)的下平面靠近后端处固定连接;所述本体上平面装有角位移传感器(17)，角位移传感器(17)位于所述轴孔的正前方，角位移传感器(17)的旋转部分通过连接杆(16)与摆动条形板(9)下平面固定连接； 所述摆动条形板(9)上平面的靠近前端处和靠近后端处对称地开有条形槽，条形槽与摆动条形板(9)的短边平行，每个条形槽内装有导向器(8);两个导向器(8)的结构相同:导向器(8)包括两个滑座(14)、两个滚柱(13)和一个调节螺栓(15)，两个滑座(14)均为方块状，两个滑座(14)活动地装入所述条形槽内；两个滑座(14)分别开有螺孔，两个滑座(14)的螺孔螺纹方向相反，两个滑座(14)的螺孔中心线的延长线为同一直线；调节螺栓(15)穿过所述条形槽与两个滑座(14)的螺孔螺纹连接，两个滑座(14)的上平面各装有滚柱(13)，两个滚柱(13)垂直设置;两个滚柱的结构相同:圆型套筒通过轴承与竖轴活动连接，竖轴垂直地固定在滑座(14)的上平面； 控制系统包括PLC (20),第一变频器(24)、第二变频器(22)和触摸屏(21); PLC( 20)的L接线端、N接线端与220V交流电(19)的L相、N相对应连接，PLC(20)的1.0接线端与左限位开关(2)的NO接线端连接，PLC(20)的1.1接线端与右限位开关(11)的NO接线端连接;PLC(20)的AIWO接线端与角位移传感器(17)的2接线端连接;PLC(20)的RS485通信端口与触摸屏(21)的RS485通信端口连接;PLC(20)的如.0接线端、00.1接线端^0胃4接线端与第一变频器(24)的DO接线端、DI接线端、AC接线端对应连接;PLC (20)的Q0.4接线端、Q0.5接线端、AQW6接线端与第二变频器(22)的DO接线端、Dl接线端、AC接线端对应连接;第一变频器(24)R接线端、S接线端、T接线端与第一变频电机(I)的A接线端、B接线端、C接线端对应连接，第二变频器(22)的R接线端、S接线端、T接线端与第二变频电机(3)的A接线端、B接线端、C接线端对应连接，三相交流电源(23)的U相、V相、W相分别与第一变频器(24)的U接线端、V接线端、W接线端和第二变频器(22)的U接线端、V接线端、W接线端对应连接。
【文档编号】B65H54/547GK106044376SQ201610476481
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】段伟, 钟诚, 童小琴, 袁金娟, 徐根达, 尤金林, 周鼎, 杨远兴, 朱正斌, 蔡孟琳
【申请人】武汉科技大学城市学院