CN105676900A - 高频焊接挤压装置自动控制系统 - Google Patents

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高国鸿
马丽
徐聪
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Abstract

本发明公开了一种高频焊接挤压装置自动控制系统，包括：包含多组对称设置压辊的压辊机构；驱动所述压辊完成挤压或松开动作的伺服电机；控制所述伺服电机运动的控制单元；设置在压辊内部的压力传感器以及主控单元。本发明所述的高频焊接挤压装置自动控制系统，在于运用运动控制器采集压力传感器反馈数值以及挤压辊反馈位移量值，同时调整多个挤压辊同时动作，实现挤压或松开。运算量少，控制逻辑简单，有效，对硬件要求低，能够在现有硬件上流畅运行，硬件低廉，坚固可靠，是一种应用于HFW高频焊接设备中的挤压装置。

Description

高频焊接挤压装置自动控制系统
技术领域
本发明涉及一种高频焊接挤压装置自动控制系统。
背景技术
众所周知，在高频焊管生产线上焊接焊管时，某当采用不同工艺或新钢种时，需要在高频焊试验台上，模拟试验两条带钢在挤压状态下保护气体的高频焊接，其试验时的技术要求之一是：其焊接的两条带钢平行对齐进入挤压辊，并且上下有夹送支承辊以防止带钢焊接挤压时失稳弯曲变形；其技术要求之二，在高频挤压焊接时焊接的两条带钢应能对称绕带钢接触底边线旋转0～10°；其技术要求之三是：必需实现恒挤压力焊接与恒挤压量的焊接。因此，根据上述高频焊试验台试验的技术要求，必须使用带钢焊接挤压装置。
目前，高频焊接的挤压装置基本都是通过操作人员手动调整的机械装置,操作繁琐、准确性和稳定性不高。在焊接过程中无法实现根据焊接效果时时地做出相应的调整。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种高频焊接挤压装置自动控制系统，用于解决现有的高频焊接的挤压装置基本都是通过操作人员手动调整的机械装置,操作繁琐、准确性和稳定性不高的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种高频焊接挤压装置自动控制系统，包括：包含多组对称设置压辊的压辊机构；驱动所述压辊完成挤压或松开动作的伺服电机；控制所述伺服电机运动的控制单元；设置在压辊内部的压力传感器以及主控单元。
工作时，所述的主控单元根据预定的挤压力模式或积压量模式，分别向所述的控制单元发送预设的初始挤压力或初始挤压量；所述控制单元根据预设的压辊挤压力或压辊挤压量，控制所述的伺服电机动作。
所述的压力传感器监测所述压辊的施加于带钢的压力，将该压力传输至所述的主控单元。
主控单元根据压力判定每个挤压辊的实际挤压力和实际挤压量与预设的压辊挤压力或压辊挤压量的偏差，若超出或未达到预设定值，则自动调整到预设定值。
作为优选所述的挤压辊装置具有第一挤压辊、第二挤压辊、第三挤压辊、第四挤压辊、第一保压辊和第二保压辊；第一挤压辊和第二挤压辊组成一组，分别对称设于带钢工件两侧；第三挤压辊和第四挤压辊组成一组，分别对称设于带钢工件两侧；第一保压辊和第二保压辊组成一组，分别对称设于带钢工件两侧。
作为优选第一挤压辊、第二挤压辊、第三挤压辊、第四挤压辊、第一保压辊和第二保压辊分别对应通过一个驱动器驱动控制。
作为优选第一挤压辊、第二挤压辊、第三挤压辊、第四挤压辊、第一保压辊和第二保压辊上依次对应设有第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器。
作为优选控制器外接有操作屏。
与现有技术比较，本发明所述的高频焊接挤压装置自动控制系统，在于运用运动控制器(DVP-MC)采集压力传感器反馈数值(即挤压力模式)以及挤压辊反馈位移量值(即挤压量模式)，同时调整多个挤压辊同时动作，实现挤压或松开。运算量少，控制逻辑简单，有效，对硬件要求低，能够在现有硬件上流畅运行，硬件低廉，坚固可靠，是一种应用于HFW高频焊接设备中的挤压装置。
附图说明
图1是本发明高频焊接挤压装置自动控制系统的原理图。
图2是本发明高频焊接挤压装置自动控制系统操作屏示意图。
其中：1、操作屏，2、控制器，3、模拟量输入模块，4、第一挤压辊，5、第二挤压辊，6、第三挤压辊，7、第四挤压辊，8、第一保压辊，9、第二保压辊，10、第一压力传感器，11、第二压力传感器，12、第三压力传感器，13、第四压力传感器，14、第五压力传感器，15、第六压力传感器。
具体实施方式
一种高频焊接挤压装置自动控制系统，包括：包含多组对称设置压辊的压辊机构；驱动所述压辊完成挤压或松开动作的伺服电机；控制所述伺服电机运动的控制单元；设置在压辊内部的压力传感器以及主控单元。
工作时，所述的主控单元根据预定的挤压力模式或积压量模式，分别向所述的控制单元发送预设的初始挤压力或初始挤压量；所述控制单元根据预设的压辊挤压力或压辊挤压量，控制所述的伺服电机动作。
所述的压力传感器监测所述压辊的施加于带钢的压力，将该压力传输至所述的主控单元。
主控单元根据压力判定每个挤压辊的实际挤压力和实际挤压量与预设的压辊挤压力或压辊挤压量的偏差，若超出或未达到预设定值，则自动调整到预设定值。
如图1所示，所述的挤压辊装置具有多组挤压辊和保压辊，优选具有两组挤压辊和一组保压辊，分别为第一挤压辊4、第二挤压辊5、第三挤压辊6、第四挤压辊7、第一保压辊8和第二保压辊9。
第一挤压辊4和第二挤压辊5组成一组，分别对称设于带钢工件两侧；
第三挤压辊6和第四挤压辊7组成一组，分别对称设于带钢工件两侧；
第一保压辊8和第二保压辊9组成一组，分别对称设于带钢工件两侧。
第一挤压辊4、第二挤压辊5、第三挤压辊6、第四挤压辊7、第一保压辊8和第二保压辊9分别对应通过一个驱动器驱动控制。
即每个挤压辊及保压辊单独通过一个台达ASAD-A2系列交流伺服电机控制挤压和分离。
第一挤压辊4、第二挤压辊5、第三挤压辊6、第四挤压辊7、第一保压辊8和第二保压辊9上依次对应设有第一压力传感器10、第二压力传感器11、第三压力传感器12、第四压力传感器13、第五压力传感器14和第六压力传感器15。
模拟量输入模块3为DVP04AD系列模拟量模块，能够将压力传感器输出的模拟压力信号转换为数字压力信号。
控制器2外接有用于显示及下达控制指令的操作屏1，操作屏1为DOP系列操作屏。
控制电脑安装有CANopenBuilderV5.01、DOPSoftV1.01、WPLSoftV2.41、和WINDOWSXPSP3等软件，运用DOPSoftV1.01软件编写操作屏1。运用CANopenBuilderV5.01软件通过CANopen通讯配置轴参数，编写轴的运动控制程序，运用WPLSoftV2.41软件编写外部I/O点等数字量控制程序。
电控系统主要是以DVP-10MC控制器2为主，通过CANopen通讯方式将各个部分串联成一个网络，将数据共享。运用操作屏1进行参数设定和基本操作，从而达成高频焊接挤压装置自动控制系统的自动化。
如图1和图2所示，工作时，将带钢工件穿入挤压辊装置内；控制器2的存储单元内存储有“挤压辊模式”，“挤压力模式”和“挤压量模式”。
操作时，根据指令控制器2选择需调整的挤压辊，并调取“挤压力模式”或“挤压量模式”。
当选定“挤压力模式”后，控制器2设定限定的挤压力值。
根据设定的挤压力值，控制器2控制带钢工件挤压运行，通过挤压辊装置中多个挤压辊和多个保压辊上的压力传感器，测出带钢的挤压辊及保压辊处的挤压力值。
多个压力传感器将测得的连续变化挤压力值的模拟压力信号分别传输给控制器2的模拟量输入模块3。
模拟量输入模块3将多个模拟压力信号分别依次转换为数字压力信号，并传输给控制器2的主控单元；
根据测得的数字压力信号，控制器2控制驱动器驱动控制挤压辊和保压辊位移挤压，直到测得的数字压力信号同设定的挤压力值参数相同；
测得驱动器驱动位移量，记录采集挤压量。
当选定“挤压量模式”后，控制器2设定限定的挤压量值。
根据设定的挤压量值，控制器2控制带钢工件挤压运行，控制器2控制驱动器驱动控制挤压辊和保压辊位移挤压，直到挤压辊和保压辊的位移量同设定的挤压量值参数相同。
通过挤压辊装置中多个挤压辊和多个保压辊上的压力传感器，测出带钢的挤压辊及保压辊处的挤压力值。
多个压力传感器将测得的连续变化挤压力值的模拟压力信号分别传输给控制器2的模拟量输入模块3。
模拟量输入模块3将多个模拟压力信号分别依次转换为数字压力信号，并传输给控制器2的主控单元；
测得数字压力信号，记录采集挤压力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高频焊接挤压装置自动控制系统，其特征在于包括：
包含多组对称设置压辊的压辊机构；
驱动所述压辊完成挤压或松开动作的伺服电机；
控制所述伺服电机运动的控制单元；
设置在压辊内部的压力传感器以及主控单元；
工作时，所述的主控单元根据预定的挤压力模式或积压量模式，分别向所述的控制单元发送预设的初始挤压力或初始挤压量；所述控制单元根据预设的压辊挤压力或压辊挤压量，控制所述的伺服电机动作；
所述的压力传感器监测所述压辊的施加于带钢的压力，将该压力传输至所述的主控单元；
主控单元根据压力判定每个挤压辊的实际挤压力和实际挤压量与预设的压辊挤压力或压辊挤压量的偏差，若超出或未达到预设定值，则自动调整到预设定值。
2.根据权利要求1所述的高频焊接挤压装置自动控制系统，其特征在于：
所述的挤压辊装置具有第一挤压辊、第二挤压辊、第三挤压辊、第四挤压辊、第一保压辊和第二保压辊；
第一挤压辊4和第二挤压辊5组成一组，分别对称设于带钢工件两侧；
第三挤压辊6和第四挤压辊7组成一组，分别对称设于带钢工件两侧；
第一保压辊8和第二保压辊9组成一组，分别对称设于带钢工件两侧。
3.根据权利要求2所述的高频焊接挤压装置自动控制方法，其特征在于：
第一挤压辊、第二挤压辊、第三挤压辊、第四挤压辊、第一保压辊和第二保压辊分别对应通过一个驱动器驱动控制。
4.根据权利要求2所述的高频焊接挤压装置自动控制方法，其特征在于：
第一挤压辊、第二挤压辊、第三挤压辊、第四挤压辊、第一保压辊和第二保压辊上依次对应设有第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器。
5.根据权利要求2所述的高频焊接挤压装置自动控制方法，其特征在于：
控制器外接有操作屏。
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