[發明專利]基于伺服控制的自動電焊分析系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201210285351.2
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102764928A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 馬玉順;匡俊;秦海瑞;王立剛;汪健;張春暉;楊迪
• 申請（專利權）人: 上海市東方海事工程技術有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

技術領域

本發明涉及一種電焊分析系統，尤其涉及一種基于伺服控制的自動電焊分析系統及其使用方法。

背景技術

焊接作業廣泛存在于工業領域，用機器實現自動焊接將逐步取代工人手工焊接。而且對于焊接的電流電壓分析，也有助于分析焊材的焊接特性，但是現有的焊接作業均不具有自動焊接和分析系統，在焊接時容易產生誤差。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中的問題，提供安裝方便且操作靈活的基于伺服控制的自動電焊分析系統及其使用方法。

本發明的技術方案是：一種基于伺服控制的自動電焊分析系統，包括：

信號處理單元，其包括負責發送相關控制指令和接收相關信號的PLC、進行相關參數設置和參數顯示的觸摸屏以及進行電流電壓信號相關處理的PC，所述觸摸屏與所述PLC信息傳輸；

執行單元，其包括伺服驅動器、伺服電機以及機械滑臺，所述伺服驅動器從PLC接收控制命令并發送給伺服電機，所述伺服電機帶動機械滑臺進行運動，以實現焊條的自動焊接和執行相關的動作；

信號采集單元，其包括數據采集卡和主要由電壓傳感器、電流傳感器以及位置傳感器組成的傳感器組，電壓、電流信號通過電壓傳感器、電流傳感器進入所述數據采集卡，然后經過數據采集卡進入PC進行分析處理；位置信號經過位置傳感器進入PLC從而實現零點標定和限位保護；電流電壓信號經過電壓傳感器、電流傳感器轉換為標準信號進入PLC，以實現相關的自動控制。

所述伺服驅動器與伺服電機數量相同，均為三臺。

所述機械滑臺與所述三臺伺服驅動器、伺服電機一一對應設置，且該機械滑臺在垂直方向、水平方向和橫向三坐標軸設置。

一種使用自動電焊分析系統的方法，包括如下步驟：

（1）電弧電壓分析：

a、啟動自動電焊分析系統使其進入工作狀態，焊接的電流和電壓分別通過電流傳感器和電壓傳感器轉換為標準的電流、電壓信號；

b、接入數據采集卡，經過數據采集卡進行A/D轉換將信號傳送進入PC，通過PC內部的分析軟件對采集到的電流、電壓信號進行分析和處理，當位置傳感器檢測到伺服電機的位置信號后，將信號傳到PLC中，以實現零點標定和限位保護；

（2）自動調整送絲：

根據焊接過程中弧長和其電壓值之間的線性關系，然后基于PI調節的基本原理，通過PLC對給定電壓值和實際的焊接電壓進行實時的比較，對送絲長度進行動態的調整，以達到自動送絲的目的；

（3）、自動勻速焊接：

a、首先對自動電焊分析系統進行零點標定，標定以后通過觸摸屏設置各個伺服電機的行走速度和行走位移以及其它相關參數；

b、將控制柜上的按鈕調到自動位置，按下啟動按鈕，整個自動電焊分析系統進入自動勻速焊接狀態，當外部送絲完畢后，各個伺服電機自動回到初始位置。

所述步驟（2）中在勻速送絲下，是將觸摸屏設定的三臺伺服電機的行走長度轉化為相應的脈沖數，送絲速度也轉化為脈沖速度，然后通過PLC發脈沖給伺服驅動器，伺服電機即可執行相應的動作，同時帶動機械滑臺動作；擺動電機的擺動幅度和擺動頻率，以及擺動的停留時間均可以通過觸摸屏來設定。

本發明的基于伺服控制的自動電焊分析系統結構簡單、安裝方便且操作靈活；可應用于常規的勻速焊接和自動調整送絲長度的焊接情況，同時又可以對焊接電流電壓進行采樣分析，以實現焊條的自動焊接。本發明中的自動電焊分析系統給定值可以在觸摸屏上人工設定，在實際運行中，比較實際的電壓值與給定的電壓值，當實際值大于給定值的時候，電壓偏高，要向下送絲；當實際值小于給定值的時候，電壓偏低，向上抽絲，反應到送絲的伺服電機上，即是將向下或者向上的脈沖數通過PLC發送給伺服驅動器，以達到自動送絲或抽絲的目的。

附圖說明

圖1為本發明中各個單元之間的連接示意圖；

圖2為本發明中信號采集單元的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、技術特征、發明目的與技術效果易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

如圖1所示，一種基于伺服控制的自動電焊分析系統，包括：信號處理單元1、執行單元2以及信號采集單元3。

信號處理單元1，其包括負責發送相關控制指令和接收相關信號的PLC、進行相關參數設置和參數顯示的觸摸屏11以及進行電流電壓信號相關處理的PC，所述觸摸屏11與所述PLC信息傳輸；