CN107520523A - 一种用于可编程控制器的自动焊接系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其中，所述触摸屏、焊接电源、弧压控制器分别与可编程逻辑控制器连接，所述送丝机、弧压控制器与焊接电源连接，所述可编程逻辑控制器与步进电机连接，步进电机与焊枪摆动器、焊接滑台的Y轴及Z轴连接，所述可编程逻辑控制器与位置控制器连接，位置控制器与伺服电机连接，伺服电机与变位机、焊接滑台的X轴连接，从而实现对焊接滑台的XYZ三轴联动控制；并在可编程逻辑控制器外接有多个位置传感器，本发明可实现对多产品不同规格的焊接，同时有效保证实际焊接过程中焊缝质量；自动焊接模式焊接有效节约成本、减轻人工劳动强度、改善作业环境，简化焊接工艺流程，进而缩短产品焊接加工周期。

Description

一种用于可编程控制器的自动焊接系统
技术领域
本发明涉及焊接工艺控制技术领域，尤其涉及一种用于可编程控制器的自动焊接系统。
背景技术
在厚管的焊接过程中，厚管焊接需要多层多道焊接，每层焊接参数都需要根据工艺改变焊接电流、电压，以保持弧压一致；现有技术中存在问题是打底、填充、盖面焊接时，不能准确根据坡口尺寸大小，选择不同电弧电压、焊接参数，这样焊接的产品达不到焊缝质量要求，同时很容易产生熔深、熔宽，进而形成咬边、气孔、飞溅等缺陷。
目前的自动焊接设备中，调节焊接参数、弧压参数、摆动参数、焊接速度等工艺参数自动化程度普遍不高，其中手动调节占绝大部分，很难满足厚管在多层多道焊接的工艺要求；另外，在对不同规格的厚管进行焊缝焊接时，更涉及各层焊缝焊接参数的调用一致性问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种用于可编程控制器的自动焊接系统，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种用于可编程控制器的自动焊接系统，包括可编程逻辑控制器、触摸屏、焊接电源、送丝机、步进电机、焊枪摆动器、变位机、位置控制器、弧压控制器、焊接滑台、伺服电机及位置传感器，其中，所述触摸屏、焊接电源、弧压控制器分别与可编程逻辑控制器连接，所述送丝机、弧压控制器与焊接电源连接，所述可编程逻辑控制器与步进电机连接，步进电机与焊枪摆动器、焊接滑台的Y轴及Z轴连接，所述可编程逻辑控制器与位置控制器连接，位置控制器与伺服电机连接，伺服电机与变位机、焊接滑台的X轴连接，从而实现对焊接滑台的XYZ三轴联动控制；并在可编程逻辑控制器外接有多个位置传感器，用于采集各运动模块定位、焊接参数、运动参数等。
在本发明中，所述步进电机通过焊枪步进驱动器与焊枪摆动器连接。
在本发明中，所述伺服电机通过伺服驱动器与变位机、焊接滑台的X轴连接。
在本发明中，所述焊接滑台的X轴与位置控制器采用IO接线通讯。
在本发明中，所述步进电机通过滑台步进驱动器与焊接滑台的Y轴及Z轴连接。
在本发明中，所述弧压控制器包括驱动盒、控制面板、弧长控制模块、弧压执行机构及通讯通道，驱动盒、弧长控制模块、弧压执行机构及通讯通道分别与控制面板连接，弧压执行机构通过步进电机与滚珠丝杠传动，滚珠丝杆带动焊枪连接板运动，通过控制面板向弧长控制模块发送指令和数据，焊接时控制面板显示焊接电压设定值和当前值；操作者可随时人工干预焊接电压，也可随时锁定随时恢复，在脉冲基值和收弧阶段，弧长控制模块也被锁定。
在本发明中，所述自动焊接系统还包括用于开启自动焊接系统的启动操作盒和用于对弧压进行保护的焊接保护机构。
在本发明中，所述弧压控制器通过IO接线与焊接电源通讯，做高低脉冲控制。
在本发明中，自动焊接系统设置两种操作模式：1、手动模式下进行示教编程，用于修改焊接参数、调整焊接过程，完成焊接工艺试验；2、自动模式下进行自动焊接，首先准备焊前工作，确认各参数设置无误，在将焊接系统切换至自动模式进行自动焊接，操作启动操作盒实现对焊接系统的启停控制。
有益效果：本发明通过可编程逻辑控制器控制焊接电源、步进电机、位置控制器、弧压控制器及位置传感器，以实现对多产品不同规格的焊接，同时有效保证实际焊接过程中焊缝质量；且焊接工艺参数通过可编程逻辑控制器统一控制，极大地提高控制效率，自动焊接模式焊接有效节约成本、减轻人工劳动强度、改善作业环境，简化焊接工艺流程，进而缩短产品焊接加工周期。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白清晰，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1所示，一种用于可编程控制器的自动焊接系统，包括可编程逻辑控制器、触摸屏、焊接电源、送丝机、步进电机、焊枪摆动器、变位机、位置控制器、弧压控制器、焊接滑台、伺服电机、滑台伺服电机及位置传感器，其中，所述触摸屏、焊接电源、步进电机、位置控制器、弧压控制器分别与可编程逻辑控制器连接，所述送丝机与焊接电源连接，所述可编程逻辑控制器通过步进电机控制焊枪摆动器，步进电机通过焊枪步进驱动器与焊枪摆动器连接；所述可编程逻辑控制器通过位置控制器控制变位机与焊接滑台的X轴，位置控制器与伺服电机连接，伺服电机通过伺服驱动器与变位机、焊接滑台的X轴连接，所述可编程逻辑控制器通过步进电机控制焊接滑台的Y轴及Z轴，步进电机通过滑台步进驱动器与焊接滑台的Y轴及Z轴连接，从而实现对焊接滑台的XYZ三轴联动控制；并在可编程逻辑控制器外接有多个位置传感器，用于采集各运动模块定位、焊接参数、运动参数等；
所述弧压控制器包括驱动盒、控制面板、弧长控制模块、弧压执行机构及通讯通道，弧压执行机构通过步进电机与滚珠丝杠传动，滚珠丝杆带动焊枪连接板运动，通过控制面板向弧长控制模块发送指令和数据，焊接时控制面板显示焊接电压设定值和当前值，并进行实时控制；操作者可随时人工干预焊接电压，也可随时锁定随时恢复，在脉冲基值和收弧阶段，弧长控制模块也被锁定；
所述自动焊接系统还包括用于开启自动焊接系统的启动操作盒和用于对弧压进行保护的焊接保护机构。
在本实施例中，可编程逻辑控制器采用可编程控制器PLC为主控单元，将各位置传感器的输入信号接入至可编程逻辑控制器，对自动焊接系统进行逻辑控制；人机界面采用触摸屏与可编程逻辑控制器PLC通过Ethernet接口通讯，可实现打底焊参数、填充焊参数、盖面焊参数、焊接层数、摆动速度、焊接故障等工艺参数的操作与显示功能；通过位置控制器对焊接滑台X轴和变位机控制，焊接滑台的X轴与位置控制器采用IO接线通讯，通过1台伺服电机联动，焊接滑台的Y轴、Z轴通过可编程逻辑控制器的脉冲板卡对步进电机进行脉冲控制，以实现焊枪的位置定位；变位机与位置控制器采用IO硬接线通讯，以实现变位机的位置控制；弧压控制器通过IO硬接线与焊接电源通讯，做高低脉冲控制；在焊枪摆动器中，可编程逻辑控制器采用脉冲板卡对步进电机控制，以实现焊枪的直线摆动焊接功能；可编程逻辑控制器与焊接电源通过现场总线DEVICENET 模块实现数字化通讯，焊接电流、送丝速度等参数在触摸屏上直接设定；在焊接过程中，采用焊机的JOB 参数模式，由可编程逻辑控制器按不同焊缝的需要调用不同的JOB 号码，以在不断弧的情况下，实现不同焊接参数的切换，进而适应不同焊缝位置的需要。
自动焊接系统分两种操作模式：1、手动模式下进行示教编程，可修改焊接参数、调整焊接过程，完成焊接工艺试验；2、自动模式下进行自动焊接，首先准备焊前工作，确认各参数设置无误，在将焊接系统切换至自动模式进行自动焊接，配合启动操作盒实现对焊接系统的启动停止等控制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种用于可编程控制器的自动焊接系统，包括可编程逻辑控制器、触摸屏、焊接电源、送丝机、步进电机、焊枪摆动器、变位机、位置控制器、弧压控制器、焊接滑台、伺服电机及位置传感器，其特征在于，所述触摸屏、焊接电源、弧压控制器分别与可编程逻辑控制器连接，所述送丝机、弧压控制器与焊接电源连接，所述可编程逻辑控制器与步进电机连接，步进电机与焊枪摆动器、焊接滑台的Y轴及Z轴连接，所述可编程逻辑控制器与位置控制器连接，位置控制器与伺服电机连接，伺服电机与变位机、焊接滑台的X轴连接，从而实现对焊接滑台的XYZ三轴联动控制；并在可编程逻辑控制器外接有多个位置传感器。
2.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述步进电机通过焊枪步进驱动器与焊枪摆动器连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述伺服电机通过伺服驱动器与变位机、焊接滑台的X轴连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述焊接滑台的X轴与位置控制器采用IO接线通讯。
5.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述步进电机通过滑台步进驱动器与焊接滑台的Y轴及Z轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述弧压控制器包括驱动盒、控制面板、弧长控制模块、弧压执行机构及通讯通道，驱动盒、弧长控制模块、弧压执行机构及通讯通道分别与控制面板连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述自动焊接系统还包括用于开启自动焊接系统的启动操作盒和用于对弧压进行保护的焊接保护机构。
8.根据权利要求1所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，所述弧压控制器通过IO接线与焊接电源通讯。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种用于可编程控制器的自动焊接系统，其特征在于，自动焊接系统设置两种操作模式：1、手动模式下进行示教编程，用于修改焊接参数、调整焊接过程，完成焊接工艺试验；2、自动模式下进行自动焊接，首先准备焊前工作，确认各参数设置无误，在将焊接系统切换至自动模式进行自动焊接，操作启动操作盒实现对焊接系统的启停控制。
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