CN106238937A - 一种相贯件仿形焊割控制系统 - Google Patents

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田宇
门永卿
宗文涛
聂允堂
张如
何卫东
张国栋
张鸿
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Beijing Yongxin Welding Technology Co Ltd
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Beijing Yongxin Welding Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种相贯件仿形焊割控制系统，包括依次相互连接的上位机、信号处理模块、系统总线、信号缓存模块、PLC控制模块和驱动模块，上位机上连接有显示模块、输入模块、仿形信号处理器，系统总线上连接有供电模块，信号缓存模块通过仿形记忆模块与仿形扫描器连接。本发明的优点在于，通过仿形功能在上位机上进行编程，通过焊割设备与相贯件仿形焊割控制系统相互配合完成相贯件的切割和焊接工作，节省了生产成本，提高了生产加工效率和相贯件的加工精度，相贯件的形状难免会有误差，避免了手工焊接时易发生夹渣、气孔、咬边、漏焊的现象，避免了切割后的废料损伤管件的现象，可以很好的在中小企业中推广。

Description

一种相贯件仿形焊割控制系统
技术领域
本发明属于相贯件焊接与切割自动化控制技术领域，具体涉及一种相贯件仿形焊割控制系统。
背景技术
机械零件的形状往往是包括两个以上的基本零件，通过不同的方式组合形成，两个基本零件相交为相贯件，两个基本零件表面形成的交线为相贯线，也是两个基本零件表面的共有线。
在工业生产中存在着大量的钢管相贯连接结构，这些相贯件的施工质量取决于各连接管件之间的相贯线切割和焊接质量，而确保切割和焊接质量的关键在于管件相贯线及其焊接坡口的切割质量，因此管件相贯线形状及相应的焊接坡口是影响相贯件加工质量的关键。
目前相贯件的切割方法主要分为两类，即手工切割和数控切割，手工切割主要是利用相贯线展开的图解法在相贯件上进行放样，经过人工放样、划线，然后进行手工切割，由于手工切割的贯线凹凸不平，经常需要人工打磨，同时手工切割难以保证相贯件焊接坡口角度的要求，极大地影响了施工质量，另外，由于操作人员技能水平参差不齐，计算、图解及人工划线均有误差，而且人工切割和焊接的速度不均匀，切割和焊接时与相贯件之间的高度不等，容易形成工件切割割痕，坡口和表面凹凸不平，直线弯曲，弧线粗糙曲折的缺陷，造成焊接时夹渣、气孔、咬边、漏焊等焊接缺陷，增加了工人的劳动强度大，降低了加工生产效率，目前许多中小型企业对于相贯件的加工，仍采用这种手工切割方法；利用数控设备进行相贯件切割时，工作时被加工管件需要通过三爪夹盘带动旋转，由于大型管件的搬运、旋转较困难，而且对于大直径管件，这种设备将更加庞大，切割头安装在与工件轴线相平行的导轨小车上或龙门架上，这类设备的结构庞大，占地面积也很大，设备搬运困难，难以在施工现场使用，而且这种数控切割机的售价都很高，增加了生产成本，很难在中小企业中得到推广；此外，这类设备操作复杂，只有受过专业培训的技术人员才能操作，一般都是将相贯件平置在滚轮架上，在相贯件的上部进行切割，切割后的相贯件废料自然下落，容易对相贯件造成损伤，而且焊接十分不方便，不能通过一个设备完成切割和焊接工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种相贯件仿形焊割控制系统，以解决现有技术中手工切割劳动强度大，工作效率低，相贯件加工依赖工人的工作经验和技能，相贯件加工精度低，切割痕迹不均匀，坡口凹凸不平，焊接时易发生夹渣、气孔、咬边、漏焊，切割和焊接不能通过一个设备完成，数控切割设备成本高，设备庞大，操作繁琐的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种相贯件仿形焊割控制系统，包括依次相互连接的上位机1、信号处理模块2、系统总线3、信号缓存模块4、PLC控制模块5和驱动模块6，上位机1上连接有显示模块7、输入模块8、仿形信号处理器9，系统总线3上连接有供电模块10，信号缓存模块4通过仿形记忆模块11与仿形扫描器12连接。
优选的，PLC控制模块5上连接有X轴PLC控制模块13、Y轴PLC控制模块14、Z轴PLC控制模块15、电磁阀PLC控制模块16、枪头升降PLC控制模块17和枪头旋转PLC控制模块18。
优选的，驱动模块6上连接有X轴驱动电机19、Y轴驱动电机20、Z轴驱动电机21、枪头升降驱动电机22和枪头旋转驱动电机23。
优选的，X轴PLC控制模块13、Y轴PLC控制模块14、Z轴PLC控制模块15、枪头升降PLC控制模块17和枪头旋转PLC控制模块18分别于相对应的X轴驱动电机19、Y轴驱动电机20、Z轴驱动电机21、枪头升降驱动电机22和枪头旋转驱动电机23连接。
优选的，电磁阀PLC控制模块16上连接有电磁阀24。
本发明的优点在于：通过仿形功能在上位机上进行编程，通过焊割设备与相贯件仿形焊割控制系统相互配合完成相贯件的切割和焊接工作，节省了生产成本，提高了生产加工效率和相贯件的加工精度，相贯件的形状难免会有误差，设备可以根据相贯件的形状进行仿形记忆，提高了设备的适应性，灵活应对不同形状的相贯件的加工，通过仿形记忆功能与整机的5轴驱动配合，提高了切割和焊接的精确度和焊接坡口平整度，通过对相贯件的形状进行扫描记忆，利用切割设备切割出完整的相贯线，同时也可以切割出符合焊接要求的坡口，方便焊接工作，使相贯件可以严丝合缝的与管件配合，并通过仿形记忆功能对其进行焊接，避免了手工焊接时易发生夹渣、气孔、咬边、漏焊的现象，整机设备制造成本低，占地面积小，操作简便，避免了切割后的废料损伤管件的现象，可以很好的在中小企业中推广。
附图说明
图1为本发明的系统连接结构示意图。
附图标记含义如下：上位机（1），信号处理模块（2），系统总线（3），信号缓存模块（4），PLC控制模块（5），驱动模块（6），显示模块（7），输入模块（8），仿形信号处理器（9），供电模块（10），仿形记忆模块（11），仿形扫描器（12），X轴PLC控制模块（13），Y轴PLC控制模块（14），Z轴PLC控制模块（15），电磁阀PLC控制模块（16），枪头升降PLC控制模块（17），枪头旋转PLC控制模块（18），X轴驱动电机（19），Y轴驱动电机（20），Z轴驱动电机（21），枪头升降驱动电机（22），枪头旋转驱动电机（23），电磁阀（24）。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种相贯件仿形焊割控制系统，包括依次相互连接的上位机1、信号处理模块2、系统总线3、信号缓存模块4、PLC控制模块5和驱动模块6，上位机1上连接有显示模块7、输入模块8、仿形信号处理器9，系统总线3上连接有供电模块10，信号缓存模块4通过仿形记忆模块11与仿形扫描器12连接。
为了方便相贯件的加工，可以按照相贯件的形状做五轴的运动，，使焊割设备的运动轨迹可以按照仿形信号处理器9发出的信号进行运动，配合焊割设备完成门框的切割与焊接，PLC控制模块5上连接有X轴PLC控制模块13、Y轴PLC控制模块14、Z轴PLC控制模块15、电磁阀PLC控制模块16、枪头升降PLC控制模块17和枪头旋转PLC控制模块18，驱动模块6上连接有X轴驱动电机19、Y轴驱动电机20、Z轴驱动电机21、枪头升降驱动电机22和枪头旋转驱动电机23，X轴PLC控制模块13、Y轴PLC控制模块14、Z轴PLC控制模块15、枪头升降PLC控制模块17和枪头旋转PLC控制模块18分别于相对应的X轴驱动电机19、Y轴驱动电机20、Z轴驱动电机21、枪头升降驱动电机22和枪头旋转驱动电机23连接，电磁阀PLC控制模块16上连接有电磁阀24。
使用时，通过仿形扫描器12对相贯件的形状进行扫描，并将扫描得到的数据发送给仿形记忆模块11，仿形记忆模块11对扫描的到的信号进行记忆并储存在信号缓存模块4里，信号缓存模块4将储存的数据通过系统总线3和信号处理模块2发送给上位机1，操作人员通过上位机1上的输入模块8对相贯件的外形坐标数据进行编程，并转换为控制信号发送给控制模块5和驱动模块6，控制模块5控制焊割设备做五轴运动，控制模块5控制各个相对应的驱动电机进行位移，先对相贯件进行切割工作，通过枪头升降驱动电机22和枪头旋转驱动电机23对枪头的驱动，焊割设备按照预先设定好的相贯件轨迹坐标绕行一周，完成相贯件的切割与焊接坡口加工工作，再对相贯件进行焊接工作，焊割设备再按照预先设定好的相贯件轨迹坐标绕行一周，通过电磁阀24控制焊接枪头的出气量，通过五轴联动完成相贯件的焊接工作，通过仿形功能在上位机上进行编程，通过焊割设备与相贯件仿形焊割控制系统相互配合完成相贯件的切割和焊接工作，节省了生产成本，提高了生产加工效率和相贯件的加工精度，相贯件的形状难免会有误差，设备可以根据相贯件的形状进行仿形记忆，提高了设备的适应性，灵活应对不同形状的相贯件的加工，通过仿形记忆功能与整机的5轴驱动配合，提高了切割和焊接的精确度和焊接坡口平整度，通过对相贯件的形状进行扫描记忆，利用切割设备切割出完整的相贯线，同时也可以切割出符合焊接要求的坡口，方便焊接工作，使相贯件可以严丝合缝的与管件配合，并通过仿形记忆功能对其进行焊接，避免了手工焊接时易发生夹渣、气孔、咬边、漏焊的现象，整机设备制造成本低，占地面积小，操作简便，避免了切割后的废料损伤管件的现象。
以上所述的仅是本发明的较佳实例，本发明的技术方案并不受此限制，应当指出对于本领域普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其他等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种相贯件仿形焊割控制系统，其特征在于：包括依次相互连接的上位机（1）、信号处理模块（2）、系统总线（3）、信号缓存模块（4）、PLC控制模块（5）和驱动模块（6），所述上位机（1）上连接有显示模块（7）、输入模块（8）、仿形信号处理器（9），所述系统总线（3）上连接有供电模块（10），所述信号缓存模块（4）通过仿形记忆模块（11）与仿形扫描器（12）连接。
2.如权利要求1所述的一种相贯件仿形焊割控制系统，其特征在于：所述PLC控制模块（5）上连接有X轴PLC控制模块（13）、Y轴PLC控制模块（14）、Z轴PLC控制模块（15）、电磁阀PLC控制模块（16）、枪头升降PLC控制模块（17）和枪头旋转PLC控制模块（18）。
3.如权利要求2所述的一种相贯件仿形焊割控制系统，其特征在于：所述驱动模块（6）上连接有X轴驱动电机（19）、Y轴驱动电机（20）、Z轴驱动电机（21）、枪头升降驱动电机（22）和枪头旋转驱动电机（23）。
4.如权利要求3所述的一种相贯件仿形焊割控制系统，其特征在于：所述X轴PLC控制模块（13）、Y轴PLC控制模块（14）、Z轴PLC控制模块（15）、枪头升降PLC控制模块（17）和枪头旋转PLC控制模块（18）分别于相对应的X轴驱动电机（19）、Y轴驱动电机（20）、Z轴驱动电机（21）、枪头升降驱动电机（22）和枪头旋转驱动电机（23）连接。
5.如权利要求4所述的一种相贯件仿形焊割控制系统，其特征在于：所述电磁阀PLC控制模块（16）上连接有电磁阀（24）。
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