CN204075466U - 基于plc的焊枪摆动器控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PLC的焊枪摆动器控制系统，包括电源、文本显示器、PLC模块、步进电机、步进电机驱动器、摆枪机构、接近开关和光电开关和用于抑制杂波干扰传入控制回路及保护人身安全的隔离变压器；所述接近开关为可以检测焊枪摆动的左右极限位置的传感器，通过电缆将检测信号送给PLC模块所述光电开关为检测焊枪摆动范围的中间位置的传感器，通过电缆将检测信号送给PLC模块。本实用新型具有低成本；步进电机的“丢步”不会造成累积误差，可以使焊枪位于摆动范围任意位置启动摆动等优点。

Description

基于PLC的焊枪摆动器控制系统

技术领域

本实用新型属于焊接自动化技术领域，涉及一种焊枪摆动器的控制系统。

背景技术

在焊接中厚板或宽焊缝时，需要把持焊枪做横向左右反复摆动，为了获得良好的焊缝成型效果，摆动过程中，对焊枪摆速、摆幅及左右停滞都有严格要求，采用手工操作，将是一件复杂而不易完成的事情。为了提高焊缝成型效果、焊接效率及焊接质量，降低焊工劳动强度，人们设计了焊枪自动摆动装置。

在现有技术中，由于伺服电机与步进电机相比，具有控制精度高，转矩大，过载能力强，运行性能好优等优点，因而焊枪自动摆动装置常采用伺服电机，其缺点就是成本高；而步进电机在焊枪摆动中极少被采用的最关键原因是，由于步进电机有“丢步”现象，因而焊枪在往复摆动的过程中容易产生累积误差，从而导致焊接成型及焊接质量出现问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于PLC 的焊枪摆动器控制系统，系统采用步进电机，能够解决焊枪在往复摆动的过程中产生累积误差的问题；焊枪位于摆动范围任意位置均可启动摆动，摆动停止时焊枪将会停止于摆动范围的中心位置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于PLC 的焊枪摆动器控制系统，包括电源、文本显示器、PLC模块、步进电机、步进电机驱动器和摆枪机构，还包括接近开关和光电开关；所述接近开关为可以检测焊枪摆动的左右极限位置的传感器，通过电缆将检测信号送给PLC模块；所述光电开关为检测焊枪摆动范围的中间位置的传感器，通过电缆将检测信号送给PLC模块；还包括用于抑制杂波干扰传入控制回路及保护人身安全的隔离变压器；所述电源为用于给PLC、文本显示器和步进电机驱动器供电的多路输出直流电源；所述文本显示器为可输入焊枪旋转运动角度值、焊接速度、启弧和灭弧时间等焊接工艺参数的PLC 进行人机交互平台；所述PLC 模块通过串口通信方式与步进电机驱动器连接。

在焊枪摆动过程中，若在某一固定位置点，步进电机经过时出现“丢步”，随着时间累积，“丢步”亦会不断累积，即造成累积误差，使得焊枪摆动中心偏离实际焊缝中心和摆幅不够，影响焊接成型。采用本方案，利用光电传感器检测中心位置，每次摆动从此开始重新记录摆程，步进电机出现的“丢步”所造成的摆动误差仅局限于一次摆动过程，从而消除了传动换向耦合误差及多次摆动带来的累积误差。

本实用新型的优点在于：

（1）采用了步进电机，大大降低了成本；

（2）利用所述光电传感器检测到焊枪经过摆动范围中心位置时，输出信号给PLC 重新记录摆程，步进电机的“丢步”不会造成累积误差，从而影响到整个摆动过程；

（3）所述光电传感器可以使焊枪停摆时会自动移动至中心位置才停止，利用所述光电传感器与所述2个接近传感器之一提供的信号，可以使焊枪位于摆动范围任意位置启动摆动。

附图说明

图1是本实用新型基于PLC 的焊枪摆动器控制系统的结构框图。

具体实施方式

实施例：

一种基于PLC 的焊枪摆动器控制系统，包括直流电源、文本显示器、PLC模块、步进电机、步进电机驱动器、摆枪机构、隔离变压器、接近开关和光电开关；隔离变压器、直流电源、PLC、文本显示器、步进电机驱动器安装在控制盒内。所述隔离变压器选用单相变压器，容量为100VA，电压为380/220V；所述直流电源选用输入220VAC，输出24VDC，容量为80W 的开关直流电源；所述PLC模块中PLC 选用西门子PLC，其CPU 型号为CPU221，晶体管型；所述文本显示器选用型号为MD204L-V4，输入电压为24VDC，可以与所述PLC通过PPI 通信电缆通信；所述步进电机及其驱动选用由乐创自动化技术股份有限公司生产的，它们型号分别为DM5676A 两相混合步进电机；所述步进电机驱动器型号为DMD402A；所述接近传感器选用电感型接近传感器，型号为PR08-2DN，输入电压为24VDC，安装于摆枪机构的导轨两侧的固定端，用于检测摆动的左右极限位置；所述光电传感器选用欧姆龙的EE-SX672A 型光电开关，它包含了光电发射器件和光敏接收器件的光耦传感器，安装于摆枪机构摆动范围的中心位置，用于检测焊枪经过中心位置。

系统启动前，根据焊接工艺要求通过文本显示器设置焊枪摆动的摆速、摆幅和左右停滞时间等参数。按下启/停键，系统启动，焊枪朝着规定的一个方向（假定为左方向）移动搜索中心位置，若焊枪初始位置为中心偏左，焊枪先到达左限，并由左限接近开关检测到，此时系统将使焊枪向右移动和搜索；若焊枪初始位置为中心偏右，焊枪先到达中心位置。当移动到中心位置，由光电传感器检测到，系统将从此位置开始记录焊枪移动的距离，当移动距离与所设定摆幅相等时，此次左（右）摆完成并暂停，系统清零移动距离记录，待停滞时间到，焊枪向相反方向移动直至中心位置，接着重复上述工作。当再次按下启/停键时，系统等待焊枪移动至中心位置时停止摆动。

Claims (1)

1.一种基于PLC 的焊枪摆动器控制系统，包括电源、文本显示器、PLC模块、步进电机、步进电机驱动器和摆枪机构，其特征在于：还包括接近开关和光电开关；

所述接近开关为可以检测焊枪摆动的左右极限位置的传感器，通过电缆将检测信号送给PLC模块；

所述光电开关为检测焊枪摆动范围的中间位置的传感器，通过电缆将检测信号送给PLC模块；

还包括用于抑制杂波干扰传入控制回路及保护人身安全的隔离变压器；

所述电源为用于给PLC、文本显示器和步进电机驱动器供电的多路输出直流电源；

所述文本显示器为可输入焊枪摆速、摆幅和左右停滞时间等焊接工艺参数的PLC 进行人机交互平台；

所述PLC 模块通过串口通信方式或通过脉冲信号、方向信号以及脱机信号导线与步进电机驱动器连接。