[發明專利]摩擦焊機閉環控制裝置

無效

• 申請號: 200710017997.1
• 申請日: 2007-06-05
• 公開（公告）號: CN101059694A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 杜隨更;陳強;傅莉
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;B23K20/12
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 黃毅新

技術領域

本發明涉及一種摩擦焊機閉環控制裝置。

背景技術

參照圖2，現有的摩擦焊機控制裝置包括滑臺1、油泵4、油箱5、兩位兩通換向閥6、溢流閥7、可編程控制器(以下簡稱PLC控制器)11、油缸14、壓力繼電器16、三位四通換向閥17、兩位四通換向閥18、調速閥19、單向閥20和減壓閥21，所述的PLC控制器11為開關型控制器，由PLC控制器11驅動壓力繼電器16上的六個電磁鐵控制四個方向閥，并配合四個壓力和速度控制閥來控制摩擦焊機軸向壓力、滑臺運動的方向和速度。在摩擦焊接過程中，這八個閥頻繁交替動作，出現故障幾率大。另外，該控制裝置是PLC控制器開關量過程控制，通過PLC控制器內部程序的循環掃描，來讀取按鈕開關、壓力繼電器、時間繼電器、行程開關等的開關信號作為開關閥輸出的判斷依據，開關閥和手動調速閥只能使軸向壓力呈階躍性變化，無法進行自動調節，不能對焊接過程中的干擾因素，如油溫變化、環境溫度變化、焊接材質及表面狀態的波動等進行實時有效調節；且壓力、流速等參量由手動調節，調節不便，重現性較差。

文獻“摩擦焊接過程電液比例計算機閉環控制系統研制[J].杜隨更，傅莉，鄢君輝等.《機械工程學報》，2002，38(12)：135-137”公開了一種使用電液比例換向調速閥及電液比例溢流閥配合工業控制計算機搭建了壓力閉環電液比例控制系統，此系統可以精確的對焊接壓力進行控制，性能優良，壓力控制精度達到2％，并已成熟地應用于許多生產現場，但系統復雜，制造成本較高，軟件編制困難。

發明內容

為了克服現有技術所用閥門多而導致出現故障幾率大、且不能進行實時閉環控制的不足，本發明提供一種摩擦焊機閉環控制裝置，采用具有模擬量功能及人機界面功能的PLC控制器和電液比例換向調速閥及電液比例溢流閥來控制摩擦焊接過程中的軸向壓力，可減少閥門的使用數量，降低故障率。同時，利用PLC控制器還可以進行實時閉環控制，以在摩擦和保壓階段保持穩定的壓力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：一種摩擦焊機閉環控制裝置，包括滑臺、油泵、油箱、兩位兩通換向閥、溢流閥、PLC控制器和油缸，其特點是還包括電液比例換向調速閥、電液比例溢流閥、A功率放大板、B功率放大板、D/A模塊、A/D模塊、壓力傳感器以及人機界面模塊，所述的壓力傳感器將檢測到油缸壓力值的模擬信號，通過AD模塊轉換成數字信號送給PLC控制器，與PLC控制器中由人機界面模塊設定的壓力值比較并進行誤差運算，輸出的數字信號經DA模塊轉換成模擬信號，經A功率放大板放大，調節電液比例溢流閥的溢流壓力，實現施力油缸軸向壓力的控制；同時，PLC控制器接受人機界面模塊傳遞的方向及速度指令，輸出的數字信號經DA模塊轉換成模擬信號，經B功率放大板放大，調節電液比例換向調速閥的電磁力來控制閥的開口方向及大小，實現油缸活塞的運動速度及方向控制。

本發明的有益效果是：由于采用具有模擬量功能及人機界面功能的PLC控制器和電液比例換向調速閥及電液比例溢流閥來控制摩擦焊接過程中的軸向壓力，減少了閥門的使用數量，降低了故障率。同時，PLC控制器能夠實現閉環控制，對焊接過程中的干擾因素，如油溫變化、環境溫度變化、焊接材質及表面狀態的波動等，可進行實時有效調節。壓力、流速等參量調節方便，重現性好。與計算機閉環控制系統相比，硬件成本較低，編程容易。

下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明摩擦焊機閉環控制裝置示意圖。

圖2是現有技術摩擦焊機控制裝置示意圖。

圖3是采用圖1所示裝置焊接參數曲線圖。

圖中，1-滑臺，2-電液比例換向調速閥，3-電液比例溢流閥，4-油泵，5-油箱，6-兩位兩通換向閥，7-溢流閥，8-A功率放大板，9-B功率放大板，10-D/A模塊，11-PLC控制器，12-A/D模塊，13-壓力傳感器，14-油缸，16-壓力繼電器，17-三位四通換向閥，18-兩位四通換向閥，19-調速閥，20-單向閥，21-減壓閥，22-人機界面模塊。

具體實施方式