[實用新型]基于PLC的焊槍擺動器控制系統

有效

• 申請號: 201420319014.5
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN204075466U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 莫勝撼;喻寧娜;鐘義廣;何建輝
• 申請（專利權）人: 廣西機電職業技術學院
• 主分類號: B23K9/022
• 分類號: B23K9/022;B23K9/127
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

本實用新型屬于焊接自動化技術領域，涉及一種焊槍擺動器的控制系統。

背景技術

在焊接中厚板或寬焊縫時，需要把持焊槍做橫向左右反復擺動，為了獲得良好的焊縫成型效果，擺動過程中，對焊槍擺速、擺幅及左右停滯都有嚴格要求，采用手工操作，將是一件復雜而不易完成的事情。為了提高焊縫成型效果、焊接效率及焊接質量，降低焊工勞動強度，人們設計了焊槍自動擺動裝置。

在現有技術中，由于伺服電機與步進電機相比，具有控制精度高，轉矩大，過載能力強，運行性能好優等優點，因而焊槍自動擺動裝置常采用伺服電機，其缺點就是成本高；而步進電機在焊槍擺動中極少被采用的最關鍵原因是，由于步進電機有“丟步”現象，因而焊槍在往復擺動的過程中容易產生累積誤差，從而導致焊接成型及焊接質量出現問題。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于PLC?的焊槍擺動器控制系統，系統采用步進電機，能夠解決焊槍在往復擺動的過程中產生累積誤差的問題；焊槍位于擺動范圍任意位置均可啟動擺動，擺動停止時焊槍將會停止于擺動范圍的中心位置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種基于PLC?的焊槍擺動器控制系統，包括電源、文本顯示器、PLC模塊、步進電機、步進電機驅動器和擺槍機構，還包括接近開關和光電開關；所述接近開關為可以檢測焊槍擺動的左右極限位置的傳感器，通過電纜將檢測信號送給PLC模塊；所述光電開關為檢測焊槍擺動范圍的中間位置的傳感器，通過電纜將檢測信號送給PLC模塊；還包括用于抑制雜波干擾傳入控制回路及保護人身安全的隔離變壓器；所述電源為用于給PLC、文本顯示器和步進電機驅動器供電的多路輸出直流電源；所述文本顯示器為可輸入焊槍旋轉運動角度值、焊接速度、啟弧和滅弧時間等焊接工藝參數的PLC?進行人機交互平臺；所述PLC?模塊通過串口通信方式與步進電機驅動器連接。

在焊槍擺動過程中，若在某一固定位置點，步進電機經過時出現“丟步”，隨著時間累積，“丟步”亦會不斷累積，即造成累積誤差，使得焊槍擺動中心偏離實際焊縫中心和擺幅不夠，影響焊接成型。采用本方案，利用光電傳感器檢測中心位置，每次擺動從此開始重新記錄擺程，步進電機出現的“丟步”所造成的擺動誤差僅局限于一次擺動過程，從而消除了傳動換向耦合誤差及多次擺動帶來的累積誤差。

本實用新型的優點在于：

（1）采用了步進電機，大大降低了成本；

（2）利用所述光電傳感器檢測到焊槍經過擺動范圍中心位置時，輸出信號給PLC?重新記錄擺程，步進電機的“丟步”不會造成累積誤差，從而影響到整個擺動過程；

（3）所述光電傳感器可以使焊槍停擺時會自動移動至中心位置才停止，利用所述光電傳感器與所述2個接近傳感器之一提供的信號，可以使焊槍位于擺動范圍任意位置啟動擺動。

附圖說明

圖1是本實用新型基于PLC?的焊槍擺動器控制系統的結構框圖。

具體實施方式

實施例：

一種基于PLC?的焊槍擺動器控制系統，包括直流電源、文本顯示器、PLC模塊、步進電機、步進電機驅動器、擺槍機構、隔離變壓器、接近開關和光電開關；隔離變壓器、直流電源、PLC、文本顯示器、步進電機驅動器安裝在控制盒內。所述隔離變壓器選用單相變壓器，容量為100VA，電壓為380/220V；所述直流電源選用輸入220VAC，輸出24VDC，容量為80W?的開關直流電源；所述PLC模塊中PLC?選用西門子PLC，其CPU?型號為CPU221，晶體管型；所述文本顯示器選用型號為MD204L-V4，輸入電壓為24VDC，可以與所述PLC通過PPI?通信電纜通信；所述步進電機及其驅動選用由樂創自動化技術股份有限公司生產的，它們型號分別為DM5676A?兩相混合步進電機；所述步進電機驅動器型號為DMD402A；所述接近傳感器選用電感型接近傳感器，型號為PR08-2DN，輸入電壓為24VDC，安裝于擺槍機構的導軌兩側的固定端，用于檢測擺動的左右極限位置；所述光電傳感器選用歐姆龍的EE-SX672A?型光電開關，它包含了光電發射器件和光敏接收器件的光耦傳感器，安裝于擺槍機構擺動范圍的中心位置，用于檢測焊槍經過中心位置。

系統啟動前，根據焊接工藝要求通過文本顯示器設置焊槍擺動的擺速、擺幅和左右停滯時間等參數。按下啟/停鍵，系統啟動，焊槍朝著規定的一個方向（假定為左方向）移動搜索中心位置，若焊槍初始位置為中心偏左，焊槍先到達左限，并由左限接近開關檢測到，此時系統將使焊槍向右移動和搜索；若焊槍初始位置為中心偏右，焊槍先到達中心位置。當移動到中心位置，由光電傳感器檢測到，系統將從此位置開始記錄焊槍移動的距離，當移動距離與所設定擺幅相等時，此次左（右）擺完成并暫停，系統清零移動距離記錄，待停滯時間到，焊槍向相反方向移動直至中心位置，接著重復上述工作。當再次按下啟/停鍵時，系統等待焊槍移動至中心位置時停止擺動。