CN103386538A - Plc控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器 - Google Patents

Abstract

PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，涉及一种焊丝控制器，包括PLC控制系统，焊接现场采集和显示系统，送丝量的监测系统，填充焊丝控制系统等几部分。可实现脉冲钨极氩弧焊填充焊丝过程的远程控制，具有自动填充焊丝和半自动化的手动填充焊丝两种模式，可实时的采集焊接现场的图像信息及焊接电流、送丝速度的反馈信息、实现填充焊丝的自动化控制。本发明采用PLC为主控制器，自动化程度高且易于扩展，解决了传统脉冲钨极氩弧焊只能由操作者手动完成填充焊丝任务的问题，使工人脱离环境恶劣的焊接现场的同时提高了脉冲钨极氩弧焊的效率和质量，具有社会和经济效益。

Description

PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器

技术领域

 本发明涉及一种PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，特别是涉及一种PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器。

背景技术

脉冲钨极氩弧焊在焊接工艺过程中存在脉冲电流和基值电流两种供电电流，许多时候基于工件的要求，需要在焊接过程中进行焊丝的填充。但是，目前在脉冲钨极氩弧焊中的填充焊丝任务主要采用人工手动填丝法，在这种高频，高温，高噪声的恶劣环境中存在着安全性差，劳动强度大等问题，况且这种方法太过于依赖焊接操作者的经验和能力，产品的焊接质量参差不齐，难以实现批量的生产。而近些年自动化控制技术在焊接领域中的成功应用，体现了自动化技术的可行性与先进性。基于这种现状，利用自动化的控制系统完成送丝机的送丝动作，基于PLC（可编程逻辑控制器）开发了针对脉冲钨极氩弧焊的自动填充焊丝控制器，完全替代了人工送丝，提高了焊接质量和焊接效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，可以在脉动送丝控制的同时，完成速度的控制，实现针对焊丝的熔化状态的高精度送丝，实现填充焊丝设备的远程控制。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，所述控制器的控制系统包括PLC控制系统、焊接现场采集和显示系统、脉冲状态的监测系统、填充焊丝控制系统；脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制系统的核心部分包括CPU、存储器、开关量和模拟量的输入输出模块，焊接现场采集和显示系统由耐高温摄像头、接线盒及液晶显示器，冲洗设备组成，摄像头将采集到的焊接现场情况通过接线盒及视频线传输图像信息给远处的液晶显示器显示；脉冲状态监测系统由霍尔电流传感器、线缆、PLC电流检测处理模块组成，填充焊丝控制部分由驱动电机、减速箱、送丝焊枪、光电编码器、PLC开关量和模拟量输入输出模块组成；

控制器的结构组成包括摄像头、焊枪通道、焊枪结构、驱动电机、减速箱、控制柜，驱动电机通过联轴器、法兰与减速箱输入端相连，减速箱内装有送丝轮和较直轮组，在减速箱输出端安有送丝焊枪；支架梁一端安装在减速箱侧壁，支架梁的另一端通过旋转副与接线盒相连，在接线盒上安装有摄像头和冲洗设备；控制柜内部装有接触器、继电器、变压器、直流供电电源、传感器和电磁阀，控制柜的一侧安有显示器、指示灯、操纵杆、键盘和开关按键。

所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，所述在摄像头端部安装冲洗设备，可自动或手动进行冲洗。

所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，所述脉冲状态监测系统对焊接现场的脉冲状态进行实时检测，将检测的数据送入PLC内部进行处理，并在显示器上显示当前电流量。

所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，所述脉冲状态监测系统远程通过对焊接现场情况的观测，直接控制操纵杆，PLC通过霍尔位移传感器检测到操纵杆的位置状态，将其转换为一定范围内对应的电压量，再通过该电参数直接调整电机的转动速度和方向，从而控制填充焊丝的速度和方向；或通过增量式的光电编码器实时检测电机转动的速度和方向，在计算机上用数字量直接设定填充焊丝过程参数。

所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，所述控制器图像采集和显示系统将焊接现场的情况显示出来，依据看到的情况手动控制设备完成填充焊丝控制任务，或监测脉冲状态和送丝量并按照设定的程序完成填充焊丝的自动控制。

所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，所述控制系统的核心部分完成算术运算、A/D、D/A转换，以及输入信号和反馈信号的处理、电机、执行机构的控制。

本发明的优点与效果是：

本发明可以在脉动送丝控制的同时，完成速度的控制，实现针对焊丝的熔化状态的高精度送丝，实现填充焊丝设备的远程控制。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制柜示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

 图中部件编号：摄像头1、焊枪通道2、焊枪结构3、驱动电机4、法兰5、联轴器6、减速箱7、支架梁8、旋转副9、接线盒10、冲洗设备11、控制柜12、显示器13、指示灯14、操纵杆15、键盘16、开关按键17。

见图1，一种基于PLC的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，包括摄像头1、焊枪通道2、焊枪结构3、驱动电机4、减速箱7、控制柜12。驱动电机4通过联轴器6、法兰5与减速箱7输入端相连，减速箱7内装有送丝轮和较直轮组，在减速箱7输出端安有送丝焊枪3，当驱动电机4转动时，驱动电机4驱动送丝轮转动，带动焊丝通过减速箱内通道和焊枪通道2，最后合理的送入焊接区域。支架梁8一端安装在减速箱侧壁，支架梁8的另一端通过旋转副9与接线盒10相连，在接线盒10上安装有摄像头1和冲洗设备11，该摄像头1通过旋转副9能以多个角度进行图像采集。

图2为本发明控制柜简图，控制柜12内部装有接触器、继电器、变压器、直流供电电源、传感器和电磁阀，控制柜12的一侧安有显示器13、指示灯14、操纵杆15、键盘16和开关按键17，显示器13可实时显示焊接现场情况和传感器采集到的数据信息，指示灯14提供当前控制系统的工作状态，操纵杆15手动控制填充焊丝，键盘16设置数据信息及控制柜的系统调节，开关按键17控制整个控制系统的开关工作状态。

本发明的控制系统主要由CPU，存储器，输入和输出模块，通讯模块等几部分组成，通过对焊接脉冲电流信号的采样和分析，实现对输出模块上的执行机构控制。PLC与上位机建立RS-232通讯，以便用计算机直接向PLC写入控制程序，其中PLC开关量输入模块包括自动/手动模式的切换按钮、自动模式启/停按钮、手动模式急停按钮、清洗控制按钮和摄像头按钮。PLC开关量输出模块包括驱动电机、摄像头及清洗设备。PLC模拟量输入模块包括电流检测和手动操纵杆PLC模拟量输出模块包括显示器和摄像头操纵杆控制。自动模式时通过自动模式启/停控制驱动电机，手动模式时通过手动模式急停控制驱动电机，用清洗控制按钮控制清洗设备，摄像头按钮控制摄像头的开关。PLC模拟量输入模块中的电流检测采用霍尔电流传感器，采样脉冲电流的状态，传输给PLC控制系统，PLC根据电流量和存储器中存入的各参数对应关系判断焊丝的熔化状态，从而设定电机的转动速度，也可以在了解工艺参数的情况下，直接输入数字量设定电机的转动速度。当PLC检测到脉冲电流时送丝电机正转进行送丝控制，检测到基值电流时送丝电机反转或停转完成少量的抽丝或停控制。

操作时，可采集焊接现场的图像信息，反馈填充焊丝的实时速度并显示，实现整个脉冲钨极氩弧焊焊接过程中的填充焊丝的控制可以在脉动送丝控制的同时，完成速度的控制，实现针对焊丝的熔化状态的高精度送丝。

Claims (6)

1.PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，其特征在于，所述控制器的控制系统包括PLC控制系统、焊接现场采集和显示系统、脉冲状态的监测系统、填充焊丝控制系统；脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制系统的核心部分包括CPU、存储器、开关量和模拟量的输入输出模块，焊接现场采集和显示系统由耐高温摄像头、接线盒及液晶显示器，冲洗设备组成，摄像头将采集到的焊接现场情况通过接线盒及视频线传输图像信息给远处的液晶显示器显示；脉冲状态监测系统由霍尔电流传感器、线缆、PLC电流检测处理模块组成，填充焊丝控制部分由驱动电机、减速箱、送丝焊枪、光电编码器、PLC开关量和模拟量输入输出模块组成；

    控制器的结构组成包括摄像头、焊枪通道、焊枪结构、驱动电机、减速箱、控制柜，驱动电机通过联轴器、法兰与减速箱输入端相连，减速箱内装有送丝轮和较直轮组，在减速箱输出端安有送丝焊枪；支架梁一端安装在减速箱侧壁，支架梁的另一端通过旋转副与接线盒相连，在接线盒上安装有摄像头和冲洗设备；控制柜内部装有接触器、继电器、变压器、直流供电电源、传感器和电磁阀，控制柜的一侧安有显示器、指示灯、操纵杆、键盘和开关按键。

2.根据权利要求1所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，其特征在于，所述在摄像头端部安装冲洗设备，可自动或手动进行冲洗。

3.根据权利要求1所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，其特征在于，所述脉冲状态监测系统对焊接现场的脉冲状态进行实时检测，将检测的数据送入PLC内部进行处理，并在显示器上显示当前电流量。

4.根据权利要求1所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，其特征在于，所述脉冲状态监测系统远程通过对焊接现场情况的观测，直接控制操纵杆，PLC通过霍尔位移传感器检测到操纵杆的位置状态，将其转换为一定范围内对应的电压量，再通过该电参数直接调整电机的转动速度和方向，从而控制填充焊丝的速度和方向；或通过增量式的光电编码器实时检测电机转动的速度和方向，在计算机上用数字量直接设定填充焊丝过程参数。

5.根据权利要求1所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，其特征在于，所述控制器图像采集和显示系统将焊接现场的情况显示出来，依据看到的情况手动控制设备完成填充焊丝控制任务，或监测脉冲状态和送丝量并按照设定的程序完成填充焊丝的自动控制。

6.根据权利要求1所述的PLC控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器，其特征在于，所述控制系统的核心部分完成算术运算、A/D、D/A转换，以及输入信号和反馈信号的处理、电机、执行机构的控制。

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