CN104907660B - 一种基于plc的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控制方法 - Google Patents

一种基于plc的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控制方法，PLC分别与触摸屏、继电器、步进电机驱动器、光电二极管相连，所述继电器一端口与电磁阀相连，电磁阀与气缸相连；所述继电器另一端口与电动机相连，电动机与圆盘式工作台相连，所述光电二极管与圆盘式工作台连接；所述步进电机驱动器与步进电机相连，本发明结构简单，能够与现场通用焊接电源配套，适用于熔化极电弧焊接方法，解决手工操作在焊接过程中送钎料长度速度及通保护气体时间不准确的问题。

Description

一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控 制方法
技术领域
本发明涉及产品加工的焊接领域，尤其涉及一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控制方法。
背景技术
高频钎焊机是通过感应电流把焊接物加热到一定温度使焊料熔化，从而把两种一样材质或不同材质的金属连接在一起的感应加热设备。
高频钎焊机的钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化(工件未熔化)，并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷疑后即形成钎焊接头。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
在现有人工钎焊中，工件由人工判别，且钎焊机送钎料长度速度和通保护气体时间由人工控制，存在不准确的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控制方法，解决手工操作难以控制焊接过程中送钎料长度和速度，且在钎焊过程中通保护气体的时间不准确的问题。
本发明装置采用的技术方案为：
一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，其特征在于，包括PLC、触摸屏、步进电机驱动器、步进电机、继电器、电动机、圆盘式工作台、电磁阀、气缸、光电二极管；
所述PLC分别与触摸屏、继电器、步进电机驱动器、光电二极管相连，所述PLC连接触摸屏用于设定送钎料长度和速度，送钎料延迟时间，推气缸延迟时间，冷却阀延迟时间，工作台前进距离和工作台工作速度；所述继电器一端口与电磁阀相连，电磁阀与气缸相连，用于控制气缸开关，从而控制加入保护气体的时间；所述继电器另一端口与电动机相连，电动机与圆盘式工作台相连，进而带动圆盘式工作台转动；所述光电二极管与圆盘式工作台连接，用于检测圆盘式工作台上是否有工件；所述步进电机驱动器与步进电机相连，用于带动步进电机运作，根据PLC发送脉冲的频率与个数，控制步进电机运作的速度与位移；
进一步，所述圆盘式工作台一共设有6个工件位，光电二极管连接在焊口工件位的前一个工件位处。
进一步，所述PLC模块中PLC选用信捷PLC，型号为XC2-32T-E。
进一步，所述触摸屏选用Samkoon SK系列触摸屏。
进一步，所述步进电机选用常州泽明自动化设备有限公司的57BYG型号，相数为2，步距角1.8度，电流2.5A。
本发明的方法的技术方案为：
一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机控制方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1，在圆盘式工作台上设置了6个间隔相等的工件槽，在工件槽上放置了6个工件，按下触摸屏上自动启动按钮，电动机带动圆盘式工作台转动一个工件位，根据触摸屏设置的圆盘式工作台旋转后延迟保护时间延迟设定时间；
步骤2，光电二极管安置在圆盘式工作台焊口工件位的前一工件位处，当光电二极管扫描到工件位信号时，信号发送到PLC中，接着PLC通过继电器向电动机发送转动信号；
步骤3，电动机的转动频率和时间已经设定好，每次带动圆盘式工作台转动一个工件位，圆盘式工作台带动工件转动至焊口工件位处；
步骤4，PLC根据触摸屏设置的送钎料长度、速度、送钎料延迟时间向步进电机驱动器发送信号，步进电机驱动器向步进电机发送信号，步进电机带动钎料按设定的长度、速度、送钎料延迟时间向焊口工件位处转动，当转动至设定长度时，延迟设定时间；
步骤5，当步进电机按照钎料设定长度和速度转动至焊口工件位处时，PLC向继电器发送信号，继电器向电磁阀发送信号，电磁阀打开同时气缸向焊接工件位处通入保护气体，按照触摸屏上设置的推气缸延迟时间延迟设定时间；
步骤6，PLC向步进电机驱动器发送信号，步进电机驱动器向步进电机发送信号，步进电机反转至初始位置；
步骤7，PLC向继电器发送信号，继电器向电磁阀发送信号，关闭电磁阀，同时气缸回到初始位置；
步骤8，PLC通过继电器向电动机发送转动信号，电动机带动圆盘式工作台转动一个工件位。
本发明具有以下技术特点：
1)本钎焊机与圆盘式工作台相配套使用。在圆盘式工作台上设置6个工件位，圆盘式工作台由电动机驱动，每次旋转一个工件位；当光电二极管检测到工件时，信号反馈到PLC中，PLC控制步进电机及电磁阀完成送钎料和通保护气体的过程。
2)实施焊接前准备工作包括两部分，其一为机械安装，在圆盘式工作台上设置6个工件位，在其中一个工件位上方固定焊接口，焊接口上安装一处步进电机轨道和两处气缸，在焊接口前一个工件位上设置一个光电二极管；其二为焊接参数设置，根据实际要求，通过触摸屏合理设置相关参数，包括工作台前进距离、工作台工作速度、送钎料长度和速度，送钎料延迟时间，推气缸延迟时间等参数。
3)在焊接过程中，钎焊机根据设定参数，完成送钎料和通保护气体，准确控制送钎料延迟时间、送钎料的长度和速度、通保护气体延迟时间。在焊接过程中，可通过按下自动启动按钮实现自动运行，或者切换至手动操作运行。
4)本发明结构简单，能够与现场通用焊接电源配套，适用于熔化极电弧焊接方法，解决手工操作在焊接过程中送钎料长度速度及通保护气体时间不准确的问题。
附图说明
图1是本发明基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机的结构示意图；
图2是本发明基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机的运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例：
一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，包括PLC1、直流电源、触摸屏2、步进电机4、步进电机驱动器3、继电器5；所述PLC1、直流电源、触摸屏2、步进电机驱动器3、继电器5安装在控制盒内。所述直流电源选用输入220V，输出24V，容量为80W的开关直流电源；所述PLC模块中PLC选用信捷PLC，型号为XC2-32T-E；所述触摸屏2选用Samkoon SK系列触摸屏；所述步进电机4选用常州泽明自动化设备有限公司的57BYG型号，相数为2，步距角1.8度，电流2.5A。
参照图1，本发明基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机连接图，PLC1分别与触摸屏2、继电器5、步进电机驱动器3、光电二极管10相连，所述光电二极管10与圆盘式工作台7连接，所述继电器5一端口与电磁阀8相连，电磁阀8与气缸9相连，所述继电器5另一端口与电动机6相连，电动机6与圆盘式工作台7相连，所述步进电机驱动器3与步进电机相连。
所述PLC1与触摸屏2相连，用于触摸屏设定送钎料长度和速度，送钎料延迟时间，推气缸延迟时间，冷却阀延迟时间，工作台前进距离和工作台工作速度；
所述PLC1与步进电机驱动器3连接，步进电机驱动器3与步进电机4相连，从而带动步进电机运作，根据PLC发送脉冲的频率与个数，控制步进电机运作的速度与位移；
所述PLC1与继电器5连接，继电器5与电动机6连接，电动机6与圆盘式工作台7连接，电动机带动圆盘式工作台转动；
所述PLC1与继电器5连接，继电器5与电磁阀8连接，电磁阀8和气缸9连接，控制气缸开关，从而控制加入保护气体的时间；
所述PLC1与光电二极管10连接，光电二极管10与圆盘式工作台7连接，圆盘式工作台一共设有6个工件位，光电二极管连接在焊口工件位的前一个工件位处，用于检测是否有工件。
下面详述本基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机控制方法的工作原理和过程：
(1)在圆盘式工作台7上设置了6个间隔相等的工件槽，在工件槽上放置了6个工件，按下触摸屏2上自动启动按钮，电动机6带动圆盘式工作台7转动一个工件位，根据触摸屏2设置的圆盘式工作台旋转后延迟保护时间延迟设定时间。
(2)光电二极管10安置在焊口工件位的前一工件位处，当光电二极管10扫描到工件位信号时，信号发送到PLC1中，接着PLC1通过继电器5向电动机6发送转动信号。
(3)电动机6的转动频率和时间已经设定好，每次带动圆盘式工作台7转动一个工件位，圆盘式工作台7带动工件转动至焊口工件位处。
(4)PLC1根据触摸屏2设置的送钎料长度、速度、送钎料延迟时间向步进电机驱动器3发送信号，步进电机驱动器3向步进电机4发送信号，步进电机4带动钎料按设定的长度、速度、送钎料延迟时间向焊口工件位处转动，当转动至设定长度时，延迟设定时间。
(5)当步进电机4按照钎料设定长度和速度转动至焊口工件位处时，PLC1向继电器5发送信号，继电器5向电磁阀8发送信号，电磁阀8打开同时气缸9向焊接工件位处通入保护气体，按照触摸屏上设置的推气缸延迟时间延迟设定时间。
(6)PLC1向步进电机驱动器3发送信号，步进电机驱动器3向步进电机4发送信号，步进电机反转至初始位置。
(7)PLC1向继电器5发送信号，继电器5向电磁阀8发送信号，关闭电磁阀8，同时气缸9回到初始位置。
(8)PLC1通过继电器5向电动机6发送转动信号，电动机6带动圆盘式工作台7转动一个工件位。
以上对本发明所提供的一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机及其控制方法，并对此进行了详细介绍，本文应用了具体个例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，所要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，其特征在于，包括PLC(1)、触摸屏(2)、步进电机驱动器(3)、步进电机(4)、继电器(5)、电动机(6)、圆盘式工作台(7)、电磁阀(8)、气缸(9)、光电二极管(10)；
所述PLC(1)分别与触摸屏(2)、继电器(5)、步进电机驱动器(3)、光电二极管(10)相连，所述PLC(1)连接触摸屏(2)用于设定送钎料长度和速度，送钎料延迟时间，推气缸延迟时间，冷却阀延迟时间，工作台前进距离和工作台工作速度；所述继电器(5)一端口与电磁阀(8)相连，电磁阀(8)与气缸(9)相连，用于控制气缸开关，从而控制加入保护气体的时间；所述继电器(5)另一端口与电动机(6)相连，电动机(6)与圆盘式工作台(7)相连，进而带动圆盘式工作台(7)转动；所述光电二极管(10)与圆盘式工作台(7)连接，用于检测圆盘式工作台(7)上是否有工件；所述步进电机驱动器(3)与步进电机相连，用于带动步进电机(4)运作，根据PLC发送脉冲的频率与个数，控制步进电机(4)运作的速度与位移。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，其特征在于，所述圆盘式工作台(7)一共设有6个工件位，光电二极管(10)连接在焊口工件位的前一个工件位处。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，其特征在于，所述PLC(1)模块中PLC选用信捷PLC，型号为XC2-32T-E。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，其特征在于，所述触摸屏(2)选用Samkoon SK系列触摸屏。
5.根据权利要求1所述的一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机，其特征在于，所述步进电机(4)选用常州泽明自动化设备有限公司的57BYG型号，相数为2，步距角1.8度，电流2.5A。
6.一种基于PLC的应用步进电机和触摸屏的高频钎焊机控制方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1，在圆盘式工作台(7)上设置了6个间隔相等的工件槽，在工件槽上放置了6个工件，按下触摸屏(2)上自动启动按钮，电动机(6)带动圆盘式工作台(7)转动一个工件位，根据触摸屏(2)设置的圆盘式工作台旋转后延迟保护时间延迟设定时间；
步骤2，光电二极管(10)安置在圆盘式工作台(7)焊口工件位的前一工件位处，当光电二极管(10)扫描到工件位信号时，信号发送到PLC(1)中，接着PLC(1)通过继电器(5)向电动机(6)发送转动信号；
步骤3，电动机(6)的转动频率和时间已经设定好，每次带动圆盘式工作台(7)转动一个工件位，圆盘式工作台(7)带动工件转动至焊口工件位处；
步骤4，PLC(1)根据触摸屏(2)设置的送钎料长度、速度、送钎料延迟时间向步进电机驱动器(3)发送信号，步进电机驱动器(3)向步进电机(4)发送信号，步进电机(4)带动钎料按设定的长度、速度、送钎料延迟时间向焊口工件位处转动，当转动至设定长度时，延迟设定时间；
步骤5，当步进电机(4)按照钎料设定长度和速度转动至焊口工件位处时，PLC(1)向继电器(5)发送信号，继电器(5)向电磁阀(8)发送信号，电磁阀(8)打开同时气缸(9)向焊接工件位处通入保护气体，按照触摸屏上设置的推气缸延迟时间延迟设定时间；
步骤6，PLC(1)向步进电机驱动器(3)发送信号，步进电机驱动器(3)向步进电机(4)发送信号，步进电机反转至初始位置；
步骤7，PLC(1)向继电器(5)发送信号，继电器(5)向电磁阀(8)发送信号，关闭电磁阀(8)，同时气缸(9)回到初始位置；
步骤8，PLC(1)通过继电器(5)向电动机(6)发送转动信号，电动机(6)带动圆盘式工作台(7)转动一个工件位。
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