CN103008931A - 一种新型焊接控制系统以及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型焊接控制系统以及其控制方法,其特征在于:包括由信号采集单元、信号控制单元以及焊接控制显示单元;信号采集单元采用大电流及高精度的电流传感器进行焊接设备数据检测;焊接控制显示单元采用单片机控制,显示焊接设备已焊接的焊点、焊缝的数量、报警虚焊点以及最后一点焊接时的电流;信号控制单元通过导线把新型焊接控制系统输出的信号传递到焊接设备的控制器让焊接设备停止工作和报警。本发明通过进行大量试验验证与分析,从多种方案中筛选出最优的一种方案,既能严格控制焊缝和焊点的质量与数量,又经济实惠、方便用户安装使用,灵活性又好。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型焊接控制系统以及其控制方法。
背景技术
在汽车制造业、造船业、航空航天业中,焊接是必不可缺的工艺,尤其是在焊装生产线上,有大量的焊缝和焊点,对这些焊缝和焊点的质量和数量的控制往往要耗费大量的人力和工时。另外在大量使用点焊时,不进行焊接时浪费大量动能循环水。
发明内容
本发明设计了一种新型焊接控制系统以及其控制方法,其有效地解决了在没有完全实现机器人自动化焊接时,需要大量的人工焊接,由于人工操作的随机性,漏点、漏焊、虚焊现象的发生。
为了解决上述存在的技术问题,本发明采用了以下方案:
一种新型焊接控制系统,其特征在于:包括由信号采集单元、信号控制单元以及焊接控制显示单元;信号采集单元采用大电流及高精度的电流传感器进行焊接设备数据检测;焊接控制显示单元采用单片机控制,显示焊接设备已焊接的焊点、焊缝的数量、报警虚焊点以及最后一点焊接时的电流;信号控制单元通过导线把新型焊接控制系统输出的信号传递到焊接设备的控制器让焊接设备停止工作和报警。
一种新型焊接控制系统中点焊机节水方法,焊钳上设有循环降温水道,循环降温水道上设有电磁阀控制供应循环水,包括以下步骤:信号采集单元采集输入信号来自于焊钳启动开关,当按下焊钳启动开关后,信号控制单元开启电磁阀使得循环降温水道中的循环水开始流动;当焊钳使用完毕或暂停时,焊钳电极头冷却下来至A℃时,温度传感器将温度信号发送至焊接控制显示单元进行比较,信号控制单元根据比较结果关闭向电磁阀输出关闭信号停止供应循环水,这样便可达到节约水资源的目。
进一步,多个焊钳串联连接在同一循环降温水道上。
进一步,所述电磁阀为先导式电磁阀。
一种可适用于区域化控制的新型焊接控制系统,其特征在于:把一个区域内所有点焊机、CO2焊机以及螺柱焊机用一个新型焊接控制系统进行连接,所有的点焊机、CO2焊机以及螺柱焊机的控制器信号采集端和信号控制端并联在权利要求1所述新型焊接控制系统两端,所述焊接控制显示单元中的单片机为大型PLC系统,便于集中管理。
一种所述新型焊接控制系统对漏焊处理方法,包括以下步骤:步骤1、信号采集单元通过电流传感器采集焊接焊点数量信号;步骤2、夹具开关信号接通时,确认焊接完成;步骤3、如果焊接控制显示单元显示存在漏点,电磁阀无信号并且夹具也不动作,在确认漏点后重新开始步骤1和步骤2,直至判断出不存在漏点;步骤4、焊接控制显示单元中的计数控制系统记录清零,并向电磁阀发生信号使得夹具打开。
一种所述新型焊接控制系统对虚焊或弱焊处理方法,包括以下步骤:步骤1、信号采集单元通过电流互感器检测焊接时所需要的焊接电流和焊接时间;步骤2、焊接完成后,显示该点电流及时间;步骤3、如果焊接控制显示单元显示存在虚焊或弱焊情形,信号控制单元输出信号使得焊接设备不在工作,在确认虚焊或弱焊焊点后,重新开始步骤1和步骤2,直至判断出不存在虚焊或弱焊;步骤4、焊接控制显示单元中的计数控制系统记录清零。
该新型焊接控制系统以及其控制方法具有以下有益效果:
(1)本发明通过进行大量试验验证与分析,从多种方案中筛选出最优的一种方案,既能严格控制焊缝和焊点的质量与数量,又经济实惠、方便用户安装使用,灵活性又好。
(2)本发明通过对焊机的简单改造,还能实现点焊机节水功能,就是在不使用焊接或间歇时间长时可停止向焊机供应循环水,从而达到节约汽车的生产制造成本。
(3)本发明采用电流互感器检测焊接时所需要的焊接电流和焊接时间,通过单片机来控制焊缝和焊点质量,进行计数统计,并与设定的数量进行对比,多了或少了都进行报警提示。还能控制点焊时循环水的流量和判断时间,以达到节约动能的目的。
(4)本发明通过使用大型PLC可实现区域化控制,以便于管理和控制焊接的质量和数量。
(5)本发明在设计中还融入了现代计算机控制系统理念,确保设备运行能高效、有序、可靠,并能适应工艺要求,安全运行。
(6)本发明中设备采用可编程逻辑控制单元或单片机为控制中心,配备大电流、高精度电流传感器检测设计、该系统在设计中还融入了现代计算机控制系统理念,确保设备运行能高效、有序、可靠,并能适应工艺要求,安全运行。
附图说明
图1:本发明新型焊接控制系统适用于单台焊机示意图;
图2:本发明新型焊接控制系统中单把焊钳节水原理图;
图3:本发明新型焊接控制系统中双把焊钳节水原理图;
图4:本发明新型焊接控制系统适用于区域化控制结构图;
图5:本发明新型焊接控制系统漏焊处理流程图;
图6:本发明新型焊接控制系统虚焊或弱焊处理流程图;
图7:本发明新型焊接控制系统节水功能流程图。
具体实施方式
下面结合图1至图7,对本发明做进一步说明:
如图1所示,一种新型焊接控制系统,括由信号采集单元、信号控制单元以及焊接控制显示单元;信号采集单元采用大电流及高精度的电流传感器进行焊接设备数据检测;焊接控制显示单元采用单片机控制,显示焊接设备已焊接的焊点、焊缝的数量、报警虚焊点以及最后一点焊接时的电流;信号控制单元通过导线把新型焊接控制系统输出的信号传递到焊接设备的控制器让焊接设备停止工作和报警。
如图2所示,一种新型焊接控制系统中点焊机节水装置,焊钳上设有循环降温水道,循环降温水道上设有电磁阀控制供应循环水。
如图3所示,多个焊钳串联连接在同一循环降温水道上。电磁阀为先导式电磁阀。因而,该循环降温水道可以适用于两台焊钳。
节水功能实现,需要按照上图2和图3改造一下电磁阀,采用DC24V电源控制,先导式电磁阀,对压差的相应能力为0.02MPa;另外还需要控制上图2和图3改造一下焊机进出水管路。
如图4所示,一种可适用于区域化控制的新型焊接控制系统,把一个区域内所有点焊机、CO2焊机以及螺柱焊机用一个新型焊接控制系统进行连接,所有的点焊机、CO2焊机以及螺柱焊机的控制器信号采集端和信号控制端并联在权利要求1所述新型焊接控制系统两端,所述焊接控制显示单元中的单片机为大型PLC系统,便于集中管理。
如图5所示,一种所述新型焊接控制系统对漏焊处理方法,包括以下步骤:步骤1、信号采集单元通过电流传感器采集焊接焊点数量信号;步骤2、夹具开关信号接通时,确认焊接完成;步骤3、如果焊接控制显示单元显示存在漏点,电磁阀无信号并且夹具也不动作,在确认漏点后重新开始步骤1和步骤2,直至判断出不存在漏点;步骤4、焊接控制显示单元中的计数控制系统记录清零,并向电磁阀发生信号使得夹具打开。
如图6所示,一种所述新型焊接控制系统对虚焊或弱焊处理方法,包括以下步骤:步骤1、信号采集单元通过电流互感器检测焊接时所需要的焊接电流和焊接时间;步骤2、焊接完成后,显示该点电流及时间;步骤3、如果焊接控制显示单元显示存在虚焊或弱焊情形,信号控制单元输出信号使得焊接设备不在工作,在确认虚焊或弱焊焊点后,重新开始步骤1和步骤2,直至判断出不存在虚焊或弱焊;步骤4、焊接控制显示单元中的计数控制系统记录清零。
如图7所示,信号采集单元采集输入信号来自于焊钳启动开关,当按下焊钳启动开关后,信号控制单元开启电磁阀使得循环降温水道中的循环水开始流动;当焊钳使用完毕或暂停时,焊钳电极头冷却下来至A℃时,温度传感器将温度信号发送至焊接控制显示单元进行比较,信号控制单元根据比较结果关闭向电磁阀输出关闭信号停止供应循环水,这样便可达到节约水资源的目。
(1)对于单台新型焊接控制系统,需要单片机或小型PLC、大电流、高精度电流传感器,把传感器固定在焊钳或CO2焊枪、螺柱焊枪的焊接电源的输出端,通过导线把PLC或单片机控制信号的输出端连接到上面焊机的控制信号输入端。然后再把设计好的程序软件导入PLC或单片机,就可实现了焊机的计数和虚焊的控制。对于节水功能的实现需要按照上图2和图3改造一下进出水管路和电磁阀,电磁阀采用先导式电磁阀,DC24V电源控制。操作方面,只要接下焊钳开关,循环水即流动,延时到电极头冷却下来后,停止供应循环水。
(2)对于区域新型焊接控制系统,和单台采用的硬件差不多,只是把单片机或小型PLC换成大型PLC,对于每台设备也都是采用大电流、高精度电流传感器,把传感器固定在焊钳或CO2焊枪、螺柱焊枪的焊接电源的输出端进行采集信号,然后由PLC输出每台设备的控制信号到设备上。操作时操作者不需要进行任何特别的操作,只要按动焊钳开关即可。对于节水功能的实现同单台新型焊接控制系统一样改造,改造后操作者也不需要任何特别的操作,只要按正常的操作即可,各工位间互不影响。
控制系统在设计、制造时,融入汽车零部件生产第一线实际焊接使用情况,并在实践经验的指导下完善控制系统理念,确保完备。有如下功能:
1、可根据具体情况预置在存储4套(单焊钳)工件焊点数,具备生产第一线实现4种车型零部件焊接的相互切换。(双焊钳型具备每把焊钳分别预置与存储4套工件焊点数);
2、具备根据有效的焊接(也即在焊接时有焊接电流及焊接电流的大小)焊点实时计数、屏幕显示和报警,并实时存储;
3、具备根据焊接具体情况设置与存储焊接工作采样时间及采样电流;
4、具备根据焊接具体情况设置与存储焊点间隙时间或取消焊点间隙时间设置与存储操作功能;
5、模块化设计:单焊钳型和双焊钳型控制器的控制板采用统一标准,控制板上采用标准接插件联接,可便于与焊机机箱装配,装卸方便,确保便于实际生产维护与保养;
6、具备焊接工艺控制所需要的焊接工件数量的统计,提供并实时统计数据与统计数据存储,同时具备在大于9999 (LED显示最大值)自动回零,再次进行焊接工件统计及显示;
7、同时采用高亮四位(9999 LED显示)1寸LED显示分实时统计数据与统计数据存储,预置与存储4套工件焊点数,焊接实时计数并实时存储三排分别显示;
8、具备焊接工艺控制所需的仪器面板二级密码锁功能;
9、具备焊接工艺控制所需的仪器钥匙锁功能;
10、与外部具有干接点输出控制接口;
11、具备焊接工艺控制所需的多于工件焊点预值数补焊功能;
12、具备焊接工艺控制所需的实时计数值等于工件焊点预值数时:
①: 发出5秒声音报警;
②: 内部继电器输出;
③: 可继续焊接,实时计数LED闪烁;
13、具备焊接工艺控制所需的用外部信号(生产线节奏信号或人工控制)清零,焊接工件计数计一次;
14、实现点焊机的节水功能;
15、具备焊接工艺控制所需的用行程开关检测焊接工件存在与否,并与之联锁产生控制信号,确保焊接完成预置工件焊点数控制接口;
①: 当工件离开夹具时,在大于(等于)焊接完成预置工件焊点数时,实时焊点数自动复位;
②: 当工件离开夹具时,在小于焊接完成预置工件焊点数时:
Ⅰ):发出长时间声音报警;
Ⅱ):内部继电器输出,产生控制信号锁住被控对应焊枪;
Ⅲ):实时计数LED闪烁;
必需焊接工艺员钥匙复位并责令焊接实施者查出漏焊点。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种新型焊接控制系统,其特征在于:包括由信号采集单元、信号控制单元以及焊接控制显示单元;信号采集单元采用大电流及高精度的电流传感器进行焊接设备数据检测;焊接控制显示单元采用单片机控制,显示焊接设备已焊接的焊点、焊缝的数量、报警虚焊点以及最后一点焊接时的电流;信号控制单元通过导线把新型焊接控制系统输出的信号传递到焊接设备的控制器让焊接设备停止工作和报警。
2.一种权利要求1所述新型焊接控制系统中点焊机节水方法,焊钳上设有循环降温水道,循环降温水道上设有电磁阀控制供应循环水,包括以下步骤:信号采集单元采集输入信号来自于焊钳启动开关,当按下焊钳启动开关后,信号控制单元开启电磁阀使得循环降温水道中的循环水开始流动;当焊钳使用完毕或暂停时,焊钳电极头冷却下来至A℃时,温度传感器将温度信号发送至焊接控制显示单元进行比较,信号控制单元根据比较结果关闭向电磁阀输出关闭信号停止供应循环水,这样便可达到节约水资源的目。
3.根据权利要求2所述点焊机节水方法,其特征在于:多个焊钳串联连接在同一循环降温水道上。
4.根据权利要求2或3所述点焊机节水方法,其特征在于:所述电磁阀为先导式电磁阀。
5.一种可适用于区域化控制的新型焊接控制系统,其特征在于:把一个区域内所有点焊机、CO2焊机以及螺柱焊机用一个权利要求1所述新型焊接控制系统进行连接,所有的点焊机、CO2焊机以及螺柱焊机的控制器信号采集端和信号控制端并联在权利要求1所述新型焊接控制系统两端,所述焊接控制显示单元中的单片机为大型PLC系统,便于集中管理。
6.一种权利要求1所述新型焊接控制系统对漏焊处理方法,包括以下步骤:步骤1、信号采集单元通过电流传感器采集焊接焊点数量信号;步骤2、夹具开关信号接通时,确认焊接完成;步骤3、如果焊接控制显示单元显示存在漏点,电磁阀无信号并且夹具也不动作,在确认漏点后重新开始步骤1和步骤2,直至判断出不存在漏点;步骤4、焊接控制显示单元中的计数控制系统记录清零,并向电磁阀发生信号使得夹具打开。
7.一种权利要求1所述新型焊接控制系统对虚焊或弱焊处理方法,包括以下步骤:步骤1、信号采集单元通过电流互感器检测焊接时所需要的焊接电流和焊接时间;步骤2、焊接完成后,显示该点电流及时间;步骤3、如果焊接控制显示单元显示存在虚焊或弱焊情形,信号控制单元输出信号使得焊接设备不在工作,在确认虚焊或弱焊焊点后,重新开始步骤1和步骤2,直至判断出不存在虚焊或弱焊;步骤4、焊接控制显示单元中的计数控制系统记录清零。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |