专利名称：高频焊管焊接过程综合自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高频焊管焊接过程综合自动控制系统，属于焊管焊接技术领域。
背景技术：
中国专利分开了一种“高频焊管焊接自动控制装置”(公告号CN20301280U)，其技术方案是采用若干执行元件和继电器，按电路的常规方式连接，组成焊接自动控制系统，并与自动刮毛刺系统，控制振荡系统的继电器和振荡电子管构成焊接自动控制装置。上述若干执行元件可以是二个探伤器和一个传感器，它们与管坯发生接触，通过继电器控制振荡电子管工作；即根据接触信号，振荡电子管控制高频电源的接通或断开，从而达到自动控制焊接的目的。自动刮毛刺系统由继电器、毛刺刀、控制阀组成。
由于焊管焊接过程是一个滞后时间小，响应速度快的非线性过程，显然上述专利不能满足快速响应非线性系统的控制要求。
20世纪90年代我国从国外引进了焊管生产线，由于进口设备价格昂贵，维修成本高，所以得不到推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、控制精度高、焊接质量好的高频焊管焊接过程综合自动控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案本发明包括有检测焊接温度的温度检测仪、检测挤压力的压力传感器、检测焊接速度的速度测量仪、钢带厚度检测仪、电流/电压变送器、高速光隔A/D板、安装有具有分级结构的模糊自适应算法的工业计算机、高速光隔D/A板、高频机；温度检测仪的输出端接高速光隔A/D板的输入端，压力传感器、速度测量仪、钢带厚度检测仪的输出端分别经电流/电压变送器接高速光隔A/D板的输入端，高速光隔A/D板通过总线与工业计算机相连接，工业计算机的输出端经高速光隔D/A板接高频机中的SCR调压器；高频机包括SCR调压器和高频振荡装置，SCR调压器为高频振荡装置供电。
本发明还包括有挤压力调整机构，挤压力调整机构由SCR调压器、喷管式电液伺服阀、油马达、挤压辊锁紧机构组成，SCR调压器输出端接位于喷管左侧的电磁铁的线圈，喷管式电液伺服阀通过管道与油马达相连通，油马达的输出轴通过齿轮组与拉紧螺栓相连接。
本发明的有益效果是结构简单、成本较低。由于采用了安装有具有分级结构的模糊自适应控制算法的工业计算机控制系统，提高了控制精度，从而改善了焊接质量。
图1为本发明的结构示意图。
图2为实施例2的挤压力调整机构示意图。
图3为实施例1的控制原理示意框图。
图4、5为实施例2的控制原理示意框图。
在图2中，1.油箱，2.油泵，3.过滤器，4.喷管式电液伺服阀，5.齿轮组，6.油马达，7.滑阀，8.喷管，9.压力表，10.球阀，11.溢流阀，12.弹簧，13.电磁铁，14.SCR调压器。
具体实施例方式
实施例1(参见图1、3)实施例1的控制系统包括有检测焊接温度的温度检测仪、检测挤压力的压力传感器、检测焊接速度的速度测量仪、钢带厚度检测仪、电流/电压变送器、高速光隔A/D板、安装有具有分级结构的模糊自适应算法的工业计算机、高速光隔D/A板、高频机；温度检测仪的输出端接高速光隔A/D板的输入端，压力传感器、速度测量仪、钢带厚度检测仪的输出端分别经电流/电压变送器接高速光隔A/D板的输入端，高速光隔A/D板通过总线与工业计算机相连接，工业计算机的输出端经高速光隔D/A板接高频机中的SCR调压器；高频机包括SCR调压器和高频振荡装置，SCR调压器为高频振荡装置供电。
所述的温度检测仪采用光纤红外比色测温系统，光纤红外比色测温系统安装在两挤压辊中间焊缝加热区处，距离加热区20cm～50cm。
所述的压力传感器采用半导体压阻式检测系统，半导体压阻式检测系统安装在挤压辊底座拉紧螺栓上。
所述的速度检测仪采用SZ型精密速度测量仪，SZ型精密速度测量仪安装在定径机组的后面。
所述的钢带厚度检测仪采用TCH_同位素测厚系统，TCH_同位素测厚系统安装在成型机组的前面。
实施例1的控制原理如图3所示，它是一种多输入单输出前馈——反馈式焊接过程综合自动控制方案(见图3)，该方案采用功率控温方式实现焊接温度T的自动控制，亦即将高频机的高频电流I(与高频机输出功率成比例关系)作为控制量，以实现焊接温度T的自动控制；同时把焊接挤压力P、焊接速度V、带钢厚度S的波动作为干扰量，采用前馈控制方法补偿其对焊接温T的影响。
实施例2(参见图1、2、4、5)实施例2与实施例1不同的是采用了挤压力调整机构(见图1、2)，挤压力调整机构由SCR调压器14、喷管式电液伺服阀4、油马达6、挤压辊锁紧机构组成，SCR调压器14输出端接位于喷管8左侧的电磁铁13的线圈，喷管式电液伺服阀4通过管道与油马达6相连通，油马达6的输出轴通过齿轮组5与拉紧螺栓相连接。
实施例2的控制原理如图4、5所示，它是一种挤压力独立闭环式焊接过程综合自动控制方案(见图4、5)(1)焊接温度T采用功率控温方式实现自动控制，同时采用前馈控制方法补偿焊接速度V，带钢厚度S的波动对焊接温度T的影响。
(2)焊接挤压力P通过焊接挤压力调整机构(见图2)实现自动控制。该调整机构是在现有调整装置的基础上，采用由SCR调压器供电的喷管式电液伺服阀控制油马达，通过齿轮组传动调整拉紧螺栓的方法来实现挤压力的调节。即通过控制伺服阀的输入直流电流便可调节焊接挤压力P。
挤压力调整机构的工作原理如下(参见图2)
当可控硅调压器输出的直流电流通过电磁铁13的线圈产生的电磁力与喷管8右侧的弹簧12的弹簧力相平衡时，喷管8位于中央，射到滑阀7两端的油压相等，油马达6不动，焊接挤压力保持不变；当直流电流减小时，喷管8左偏，滑阀7右移，油马达6带动齿轮组5使两挤压辊间隔加大，焊接挤压力减小；反之，可使焊接挤压力增大。因此通过控制伺服阀的输入直流电流，就可以控制焊接挤压力的大小。
权利要求
1.高频焊管焊接过程综合自动控制系统，其特征在于它包括有检测焊接温度的温度检测仪、检测挤压力的压力传感器、检测焊接速度的速度测量仪、钢带厚度检测仪、电流/电压变送器、高速光隔A/D板、安装有具有分级结构的模糊自适应算法的工业计算机、高速光隔D/A板、高频机；温度检测仪的输出端接高速光隔A/D板的输入端，压力传感器、速度测量仪、钢带厚度检测仪的输出端分别经电流/电压变送器接高速光隔A/D板的输入端，高速光隔A/D板通过总线与工业计算机相连接，工业计算机的输出端经高速光隔D/A板接高频机中的SCR调压器；高频机包括SCR调压器和高频振荡装置，SCR调压器为高频振荡装置供电。
2.根据权利要求1所述的高频焊管焊接过程综合自动控制系统，其特征在于它还包括有挤压力调整机构，挤压力调整机构由SCR调压器(14)、喷管式电液伺服阀(4)、油马达(6)、挤压辊锁紧机构组成，SCR调压器(14)输出端接位于喷管(8)左侧的电磁铁(13)的线圈，喷管式电液伺服阀(4)通过管道与油马达(6)相连通，油马达(6)的输出轴通过齿轮组(5)与拉紧螺栓相连接。
3.根据权利要求1或2所述高频焊管焊接过程综合自动控制系统，其特征在于所述的温度检测仪采用光纤红外比色测温系统，光纤红外比色测温系统安装在两挤压辊中间焊缝加热区处，距离加热区20cm～50cm。
4.根据权利要求3所述的高频焊管焊接过程综合自动控制系统，其特征在于所述的压力传感器采用半导体压阻式检测系统，半导体压阻式检测系统安装在挤压辊底座拉紧螺栓上。
5.根据权利要求4所述的高频焊管焊接过程综合自动控制系统，其特征在于所述的速度检测仪采用SZ型精密速度测量仪，SZ型精密速度测量仪安装在定径机组的后面。
6.根据权利要求5所述的高频焊管焊接过程综合自动控制系统，其特征在于所述的钢带厚度检测仪采用TCH-同位素测厚系统，TCH-同位素测厚系统安装在成型机组的前面。
全文摘要
本发明涉及一种高频焊管焊接过程综合自动控制系统，它包括有检测焊接温度的温度检测仪、检测挤压力的压力传感器、检测焊接速度的速度测量仪、钢带厚度检测仪、电流/电压变送器、高速光隔A/D板、安装有具有分级结构的模糊自适应算法的工业计算机、高速光隔D/A板、高频机。本发明的有益效果是结构简单、成本较低。由于采用了安装有具有分级结构的模糊自适应控制算法的工业计算机控制系统，提高了控制精度，从而改善了焊接质量。
文档编号G05B15/02GK1971459SQ200610102200
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者吴学礼, 孟华, 贾辉然, 李平, 陆向辉, 甄然 申请人:河北科技大学