CN105149745A - 一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计 - Google Patents

一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计 Download PDF

Info

Publication number
CN105149745A
CN105149745A CN201510610207.5A CN201510610207A CN105149745A CN 105149745 A CN105149745 A CN 105149745A CN 201510610207 A CN201510610207 A CN 201510610207A CN 105149745 A CN105149745 A CN 105149745A
Authority
CN
China
Prior art keywords
displacement
servomotor
pumpback
design
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510610207.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘行全
刘曜宁
宿好琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Electric Welding Machine Research Institute
Original Assignee
Chengdu Electric Welding Machine Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Electric Welding Machine Research Institute filed Critical Chengdu Electric Welding Machine Research Institute
Priority to CN201510610207.5A priority Critical patent/CN105149745A/zh
Publication of CN105149745A publication Critical patent/CN105149745A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/133—Means for feeding electrodes, e.g. drums, rolls, motors
    • B23K9/1336—Driving means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明属于焊接技术的焊接设备制造领域，公开了一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，其中：选用可对加速度、速度、位移进行精确编程控制的伺服电机，利用霍尔传感器对熔滴与熔池短路的检测，将焊接送丝过程设计成送进与回抽两个阶段，再将这两个阶段分解成：快速送进、慢速送进、缓慢回抽、快速回抽4个运动模式。本发明通过选定符合要求的伺服电机做为焊丝的送丝电机，配合霍尔传感器检测短路信号，制定出最佳伺服电机运动模式及运行曲线，确保熔化极气保焊熔滴能够在每一个送进与回抽周期内能够平稳过渡到熔池，从而杜绝熔滴过渡时的飞溅。

Description

一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计
技术领域
旨在设计一种熔化极气保护焊推拉丝伺服电机的运动模式以及各模式下的运动参数数值范围，属于焊接技术的焊接设备制造领域。
背景技术
目前，在国内焊接设备的制造中，熔化极气保焊的送丝电机一般采用直流步进电机，通过调整送丝机的电压改变电机转速来控制送丝速度，从而改变焊接电流，保证稳定焊接，但这种无检测熔滴是否已经过渡到熔池的送丝方式，导致一些未过渡到熔池的熔滴在自重与气体压力作用下飞出熔池，造成焊接飞溅。
为控制熔滴过渡到熔池中，焊接行业中有采用伺服电机与步进电机的双电机组合成推拉丝送丝模式，焊丝送进与回抽的正反转动作就由伺服电机来承担，伺服电机的运动模式有报道采用位移模式编程控制的，但因没有检测熔滴是否接触到熔池就按编程的位移数据到达后电机强行回抽，这就造成部分熔滴未过渡到熔池而飞出，形成焊接飞溅。
发明内容
本发明所述的一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计是把伺服电机的正反转动作、焊丝的送进与回抽的2个阶段分解成4个运动模式：高速送进、慢速接近、缓慢回抽、快速回抽。这4个运动模式配合伺服电机的速度模式编成与位移模式编成来组合控制。
本发明所述的一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，在伺服电机正转，焊丝送进的两个分解动作时，焊丝高速送进采用伺服电机的速度模式来编程控制、焊丝慢速送进采用伺服电机的位移模式来编程控制。
本发明所述的一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计中，为确保每次熔滴均能接触熔池并过渡到熔池中，焊丝快速送进时采用速度模式控制，只有当霍尔传感器检测到熔滴与熔池有短路信号出现时，才由快速送进的速度模式控制转换成慢速送进的位移模式控制。位移模式控制熔滴再送进一定的位移量，既确保熔滴充分浸润熔池又不会送进太多而导致焊丝插进熔池，以至焊缝成型遭到破坏。
本发明所述的一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，在伺服电机反转、焊丝回抽的两个分解动作时，缓慢回抽与快速回抽均采用伺服电机的位移模式来编程控制，这两个位移模式编程中，位移量、速度值、加速度、减速度值各不相同。
本发明所述的一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，焊丝回抽时的缓慢回抽与快速回抽既使熔滴充分接触熔池，又确保熔滴形成缩颈后快速离开熔池从而熔滴顺利过渡到熔池；两个运动过程均采用伺服电机的位移控制模式，确保焊接过程中每个周期的回抽位移量相对精准，从而保证了焊接时熔滴过渡周期的精准控制。
本发明具有以下效果：
本发明通过选定的符合要求的伺服电机做为焊丝的送丝机，配合霍尔传感器检测短路信号，制定最佳送丝电机运动模式及运行曲线，确保熔化极气保焊熔滴能够在每一个送进与回抽周期内能够平稳过渡到熔池，从而杜绝熔滴过渡时的飞溅。
试验结果表明，所设定的伺服电机的运动模式及运行曲线、通过各阶段的加速度、位移、速度的编程控制，很好地满足了每滴焊丝的熔滴柔和、平稳地过渡到熔池；解决了熔化极焊接短路过渡飞溅大的问题。属于首创性发明。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一进的详细说明。
附图说明
图1是焊丝的4个运动模式与伺服电机的速度与位移模式编程控制示意图。
图2是伺服电机在速度模式及位移模式编程控制下4个运行模式的速度曲线图。
具体实施方式
图1、图2示出，为确保焊丝在送进与回抽过程中，能对位移及速度进行检测与编程控制，本发明采用一款加速度值在0mm/s2至350000mm/s2范围内可编程的伺服电机作为焊丝的送进与回抽时的正反转执行电机，并配置了一款反馈速度≤10纳秒的短路检测传感器。
本发明为精确控制焊丝的熔滴过渡状态而将焊丝的送进与回抽两个阶段分解成4个运行模式，并将这4个运行模式用伺服电机的两种编程控制模式来进行组合控制。
伺服电机在焊丝送进时运动编程控制模式：速度模式+位移模式的组合。
伺服电机正转、焊丝送进时的高速送进动作采用速度模式编程控制，速度设定值从初始值的0mm/ms到最大的800mm/ms；当霍尔传感器检测到熔滴接触熔池后，立即慢速送进，此时的伺服电机编程变成位移模式，位移设定值在0.7mm至0.3mm之间。从速度模式转换成位移模式后，焊丝慢速送进，速度设定值从300mm/ms到0.0mm/ms变化，确保熔滴充分接触、浸润熔池，而焊丝又不会直接插入熔池。
伺服电机在焊丝回抽时运动编程控制模式：位移模式+位移模式的组合。
伺服电机反转、焊丝回抽时的第一个缓慢回抽动作采用位移模式编程控制，此时伺服电机的反转速度设定值极低，速度从0mm/ms缓慢提升，回抽到设定的位移量时，转换成第二位移模式，加速回抽；两个运动的位移数据与速度数据决定了熔滴是否平稳过渡到熔池。此两位移模式根据焊丝直径、熔滴大小的不同，速度设定值分别从最初的0.0mm/ms至200mm/ms和从200mm/ms至600mm/ms，位移设定值分别在0.4mm至1.0mm和2.2mm至1.6mm。

Claims (5)

1.一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，其特征在于：选用可对加速度、速度、位移进行精确编程控制的伺服电机，利用霍尔传感器对熔滴与熔池短路的检测，将焊接送丝过程设计成送进与回抽两个阶段，再将这两个阶段分解成：快速送进、慢速送进、缓慢回抽、快速回抽4个运动模式。
2.如权利要求1所述一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，其特征在于：本设计是将焊丝送进时采用速度模式与位移模式的组合、焊丝回抽时采用两种位移模式组合，再将焊丝的4个运动模式分别按伺服电机的速度编程模式与位移编程模式对应起来组合控制；高速送进时采用速度模式、慢速送进时采用位移模式；缓慢回抽与快速回抽采用两种不同的位移模式编程。
3.如权利要求1所述一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，其特征在于：所选伺服电机，其加速度值要求在0mm/s2至350000mm/s2。
4.如权利要求2所述一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，其特征在于：在焊丝送进时采用速度模式与位移模式组合，速度模式时，伺服电机的速度值从0mm/ms到800mm/ms之间设定；当霍尔传感器检测到熔滴与熔池短路时，焊丝送进从速度模式转变成位移模式，位移设定值在0.7mm至0.3mm之间设定，此位移模式下的速度值在300mm/ms至0mm/ms之间设定。
5.如权利要求2所述一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计，其特征在于：在焊丝回抽时采用两种位移模式的组合中，对于缓慢回抽的位移模式，伺服电机的位移值在0.4mm至1.0mm设定，速度值从0mm/ms到200mm/ms之间设定；对于快速回抽位移模式，位移设定值在2.2mm至1.6mm之间设定，速度值在200mm/ms至600mm/ms之间设定。
CN201510610207.5A 2015-09-23 2015-09-23 一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计 Pending CN105149745A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510610207.5A CN105149745A (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510610207.5A CN105149745A (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105149745A true CN105149745A (zh) 2015-12-16

Family

ID=54790945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510610207.5A Pending CN105149745A (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105149745A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842328A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 唐山松下产业机器有限公司 脉冲焊接方法、脉冲焊接系统与焊机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293574A (ja) * 2000-04-11 2001-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 溶接ワイヤの送給抵抗モニタ装置
US20050173392A1 (en) * 2002-07-23 2005-08-11 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for welding with mechanical arc control
US7102099B2 (en) * 2002-07-23 2006-09-05 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for feeding wire to a welding arc
CN101524781A (zh) * 2009-04-01 2009-09-09 北京工业大学 一种交流电弧焊接系统及方法
CN101693321A (zh) * 2009-11-06 2010-04-14 北京工业大学 一种双电机配合焊丝协调机构的送丝系统
CN204430528U (zh) * 2015-02-09 2015-07-01 济南金鲁鼎焊接技术有限公司 氩弧焊自动送丝机控制系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293574A (ja) * 2000-04-11 2001-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 溶接ワイヤの送給抵抗モニタ装置
US20050173392A1 (en) * 2002-07-23 2005-08-11 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for welding with mechanical arc control
US7102099B2 (en) * 2002-07-23 2006-09-05 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for feeding wire to a welding arc
CN101524781A (zh) * 2009-04-01 2009-09-09 北京工业大学 一种交流电弧焊接系统及方法
CN101693321A (zh) * 2009-11-06 2010-04-14 北京工业大学 一种双电机配合焊丝协调机构的送丝系统
CN204430528U (zh) * 2015-02-09 2015-07-01 济南金鲁鼎焊接技术有限公司 氩弧焊自动送丝机控制系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史耀武: "《焊接技术手册下》", 31 July 2009, 化学工业出版社 *
杨帅，刘嘉等: "数字化交流伺服CO2焊推拉送丝系统", 《焊接学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842328A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 唐山松下产业机器有限公司 脉冲焊接方法、脉冲焊接系统与焊机
CN110842328B (zh) * 2019-11-27 2021-12-03 唐山松下产业机器有限公司 脉冲焊接方法、脉冲焊接系统与焊机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3204227U (ja) 溶接終了プロセス及びシステム
CN101045266B (zh) 熔化电极电弧焊接的缩颈检测控制方法
US9415457B2 (en) Method to control an arc welding system to reduce spatter
US8389900B2 (en) Method for welding a workpiece
JP2012066288A (ja) アークスタート時のスパッタの発生を低減するアーク溶接方法
CN101530945B (zh) 等离子金属极惰性气体保护焊接方法
CN1903493B (zh) 机器人焊接的引弧控制方法
JPWO2013129151A1 (ja) プラズマ−ｍｉｇ溶接方法および溶接トーチ
CN101821048A (zh) 引弧控制方法
CN102264500A (zh) 电弧焊接控制方法以及电弧焊接装置
JP6145694B2 (ja) アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
CN105522279A (zh) 一种高效激光-mig、tig多功能转换的自动焊接设备及其焊接方法
CN110369838B (zh) 一种镍基合金熔化极气体保护焊焊接波形控制方法
CN103737591A (zh) 一种机器人焊接系统
CN108127220B (zh) 脉冲熔化极气体保护焊的引弧方法
CN115151365A (zh) 焊接信息的学习模型生成方法、学习模型、程序以及焊接系统
CN105149745A (zh) 一种熔化极气保焊伺服电机运动模式的设计
CN204160022U (zh) 一种熔化电极电弧焊接控制装置
CN103386538B (zh) Plc控制的脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制器
CN105921860B (zh) 电弧焊接方法、电弧焊接装置以及电弧焊接用控制装置
CN103071894A (zh) 金属过渡气体保护焊接控制系统及其控制方法
CN101898272B (zh) 电弧焊接方法
CN104209631B (zh) 一种熔化电极电弧焊接控制装置
CN107520523B (zh) 一种自动焊接系统
CN101844263A (zh) 双电极电弧焊接的起弧控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151216

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication