[發明專利]一種焊條自動平焊裝置的控制方法

有效

• 申請號: 201310162596.0
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103223545A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 任成龍;申俊琦;程方杰;胡繩蓀
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/067;B23K9/28
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，更加具體地說，涉及一種焊條自動平焊裝置的控制方法。

背景技術

焊條電弧焊是工業上最為廣泛使用的一種焊接方式，設備簡單，成本低廉。焊條電弧焊通常是手工操縱焊條進行焊接的金屬加工方法。焊條通過電焊鉗夾持接焊接電源一極，工件通過導線接焊接電源的另一極，引弧和電弧燃燒是在焊條端部與工件之間進行。其作為連接材料的一種經濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應用于各個工業部門制造中，相應的焊條電弧焊的各種工藝試驗也越來越多。然而有些焊條電弧焊的工藝試驗需要在高壓以及輻射等環境中進行，由于實驗人員不能進入這種危險場合進行操作，需要使用能夠使焊條自動施焊的專門設備來代替手工。為了實現在實驗人員不能進入的高壓、輻射等危險環境下進行焊條電弧焊，必須開發一套能夠使焊條自動施焊的專門設備，用于特殊環境下焊條電弧焊的工藝研究。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種焊條自動平焊設備極其控制方法，以代替手工進行平焊位置的焊條電弧焊，用于在高壓以及輻射環境等人員不能進入的場合進行焊條電弧焊工藝試驗，用于特殊環境下焊條電弧焊的工藝研究。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：

一種焊條自動平焊裝置，包括主要由機架、焊條夾具、位置調節支架、焊條垂直運動機構、工件安放平臺、水平二維運動平臺組成的機械運動機構和主要由PLC、焊條短路回抽電路和弧壓反饋電路組成的控制系統：

在所述機械運動機構中，所述焊條垂直運動機構連接在所述機架的上方，所述位置調節支架連接在焊條垂直運動機構上，所述焊條夾具連接在位置調節支架的下端；所述工件安放平臺固定在水平二維運動平臺上，以實現在水平面的移動。

所述的焊條垂直運動機構和水平二維運動平臺各軸均采用絲杠傳動，以實現精確度高，靈敏度高，穩定性好的三維方向的位置移動。

所述位置調節支架既可以調節焊條與工件在垂直方向上的相對位置，還可以調節焊條與工件的夾角，用于實現自動平焊時焊條的前傾和后傾。

在進行使用時，為了試驗人員操作方便，應用相對運動原理，采用焊條固定、工件運動的方式進行焊接，水平二維運動平臺實現工件在水平X、Y方向上的運動，焊條垂直運動機構實現在垂直方向上送進或回抽焊條。

在所述控制系統中，所述PLC用于控制和協調水平二維運動平臺和焊條垂直運動機構的運動；所述焊條短路回抽電路用于焊條引弧；所述弧壓反饋電路用于焊接過程中調節焊條的送進速度，其中

所述焊條短路回抽電路由弧壓檢出繼電器、延時通電型時間繼電器和換向接觸器組成，按下焊接開始按鈕，焊條向下送進，未接觸工件前，焊接電壓為空載電壓，空載電壓為76V左右，此時穩壓管反向導通，弧壓檢出繼電器線圈通電，弧壓檢出繼電器的常閉觸點處于斷開狀態，當焊條與工件接觸的瞬間，焊接電壓變為0V左右，的常閉觸點線圈斷電，弧壓檢出繼電器的常閉觸點閉合，延時通電型時間繼電器和換向接觸器線圈通電，換向繼電器使送進焊條的電機反向轉動，回抽引弧，達到設定的延遲時間后，延時通電型時間繼電器的常閉觸點斷開，延時通電型時間繼電器線圈斷電，送進焊條的電機恢復到正向轉動，系統自動調節到弧壓反饋電路向下送進焊條；當焊條與工件接觸瞬間，弧壓檢出繼電器線圈斷電時，弧壓檢出繼電器的另一個觸點給PLC一個輸入信號，啟動平臺運動，實現短路引弧的同時，工件相對于焊條運動。

用于控制焊條送進速度的弧壓反饋電路，在確定的參考電壓下，當測量的電弧值大于參考電壓，反應出焊條前端至工件的距離變長，此時控制系統加快電機轉速，從而加快送進焊條的速度，使焊條前端至工件的距離變短，恢復到預期的參考值，反之亦然。

利用本發明的焊條自動平焊裝置進行焊接的方法，按照下述步驟進行：

（1）步驟1，開始焊接前，在焊條夾具處人工裝配焊條，利用位置調節支架和焊條垂直運動機構調節焊條與工件的垂直距離和角度，利用水平二維運動平臺調節焊條前端與焊縫的相對位置；

（2）步驟2，焊接位置調整好后，打開焊接電源，在PLC控制柜上設置工件運動方向和焊接速度；

（3）步驟3，按下焊接開始按鈕，焊條緩慢向下送進，焊條與工件接觸短路后，焊條短路回抽電路給PLC一個輸入信號，啟動水平二維運動平臺運動，在實現短路引弧的同時，使得工件相對于焊條運動，焊條沿焊縫方向進行平焊；