[發(fā)明專利]一種熔化極氣保焊伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式的設(shè)計(jì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510610207.5
• 申請(qǐng)日: 2015-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN105149745A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉行全;劉曜寧;宿好琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都電焊機(jī)研究所
• 主分類號(hào): B23K9/173
• 分類號(hào): B23K9/173;B23K9/133;B23K9/095
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 任遠(yuǎn)高

技術(shù)領(lǐng)域

旨在設(shè)計(jì)一種熔化極氣保護(hù)焊推拉絲伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式以及各模式下的運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)值范圍，屬于焊接技術(shù)的焊接設(shè)備制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，在國(guó)內(nèi)焊接設(shè)備的制造中，熔化極氣保焊的送絲電機(jī)一般采用直流步進(jìn)電機(jī)，通過調(diào)整送絲機(jī)的電壓改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來控制送絲速度，從而改變焊接電流，保證穩(wěn)定焊接，但這種無檢測(cè)熔滴是否已經(jīng)過渡到熔池的送絲方式，導(dǎo)致一些未過渡到熔池的熔滴在自重與氣體壓力作用下飛出熔池，造成焊接飛濺。

為控制熔滴過渡到熔池中，焊接行業(yè)中有采用伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的雙電機(jī)組合成推拉絲送絲模式，焊絲送進(jìn)與回抽的正反轉(zhuǎn)動(dòng)作就由伺服電機(jī)來承擔(dān)，伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式有報(bào)道采用位移模式編程控制的，但因沒有檢測(cè)熔滴是否接觸到熔池就按編程的位移數(shù)據(jù)到達(dá)后電機(jī)強(qiáng)行回抽，這就造成部分熔滴未過渡到熔池而飛出，形成焊接飛濺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述的一種熔化極氣保焊伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式的設(shè)計(jì)是把伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)作、焊絲的送進(jìn)與回抽的2個(gè)階段分解成4個(gè)運(yùn)動(dòng)模式：高速送進(jìn)、慢速接近、緩慢回抽、快速回抽。這4個(gè)運(yùn)動(dòng)模式配合伺服電機(jī)的速度模式編成與位移模式編成來組合控制。

本發(fā)明所述的一種熔化極氣保焊伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式的設(shè)計(jì)，在伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，焊絲送進(jìn)的兩個(gè)分解動(dòng)作時(shí)，焊絲高速送進(jìn)采用伺服電機(jī)的速度模式來編程控制、焊絲慢速送進(jìn)采用伺服電機(jī)的位移模式來編程控制。

本發(fā)明所述的一種熔化極氣保焊伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式的設(shè)計(jì)中，為確保每次熔滴均能接觸熔池并過渡到熔池中，焊絲快速送進(jìn)時(shí)采用速度模式控制，只有當(dāng)霍爾傳感器檢測(cè)到熔滴與熔池有短路信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，才由快速送進(jìn)的速度模式控制轉(zhuǎn)換成慢速送進(jìn)的位移模式控制。位移模式控制熔滴再送進(jìn)一定的位移量，既確保熔滴充分浸潤(rùn)熔池又不會(huì)送進(jìn)太多而導(dǎo)致焊絲插進(jìn)熔池，以至焊縫成型遭到破壞。

本發(fā)明所述的一種熔化極氣保焊伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式的設(shè)計(jì)，在伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)、焊絲回抽的兩個(gè)分解動(dòng)作時(shí)，緩慢回抽與快速回抽均采用伺服電機(jī)的位移模式來編程控制，這兩個(gè)位移模式編程中，位移量、速度值、加速度、減速度值各不相同。

本發(fā)明所述的一種熔化極氣保焊伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式的設(shè)計(jì)，焊絲回抽時(shí)的緩慢回抽與快速回抽既使熔滴充分接觸熔池，又確保熔滴形成縮頸后快速離開熔池從而熔滴順利過渡到熔池；兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程均采用伺服電機(jī)的位移控制模式，確保焊接過程中每個(gè)周期的回抽位移量相對(duì)精準(zhǔn)，從而保證了焊接時(shí)熔滴過渡周期的精準(zhǔn)控制。

本發(fā)明具有以下效果：

本發(fā)明通過選定的符合要求的伺服電機(jī)做為焊絲的送絲機(jī)，配合霍爾傳感器檢測(cè)短路信號(hào)，制定最佳送絲電機(jī)運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)行曲線，確保熔化極氣保焊熔滴能夠在每一個(gè)送進(jìn)與回抽周期內(nèi)能夠平穩(wěn)過渡到熔池，從而杜絕熔滴過渡時(shí)的飛濺。

試驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)定的伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)行曲線、通過各階段的加速度、位移、速度的編程控制，很好地滿足了每滴焊絲的熔滴柔和、平穩(wěn)地過渡到熔池；解決了熔化極焊接短路過渡飛濺大的問題。屬于首創(chuàng)性發(fā)明。

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一進(jìn)的詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是焊絲的4個(gè)運(yùn)動(dòng)模式與伺服電機(jī)的速度與位移模式編程控制示意圖。

圖2是伺服電機(jī)在速度模式及位移模式編程控制下4個(gè)運(yùn)行模式的速度曲線圖。

具體實(shí)施方式

圖1、圖2示出，為確保焊絲在送進(jìn)與回抽過程中，能對(duì)位移及速度進(jìn)行檢測(cè)與編程控制，本發(fā)明采用一款加速度值在0mm/s²至350000mm/s²范圍內(nèi)可編程的伺服電機(jī)作為焊絲的送進(jìn)與回抽時(shí)的正反轉(zhuǎn)執(zhí)行電機(jī)，并配置了一款反饋速度≤10納秒的短路檢測(cè)傳感器。

本發(fā)明為精確控制焊絲的熔滴過渡狀態(tài)而將焊絲的送進(jìn)與回抽兩個(gè)階段分解成4個(gè)運(yùn)行模式，并將這4個(gè)運(yùn)行模式用伺服電機(jī)的兩種編程控制模式來進(jìn)行組合控制。

伺服電機(jī)在焊絲送進(jìn)時(shí)運(yùn)動(dòng)編程控制模式：速度模式+位移模式的組合。

伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)、焊絲送進(jìn)時(shí)的高速送進(jìn)動(dòng)作采用速度模式編程控制，速度設(shè)定值從初始值的0mm/ms到最大的800mm/ms；當(dāng)霍爾傳感器檢測(cè)到熔滴接觸熔池后，立即慢速送進(jìn)，此時(shí)的伺服電機(jī)編程變成位移模式，位移設(shè)定值在0.7mm至0.3mm之間。從速度模式轉(zhuǎn)換成位移模式后，焊絲慢速送進(jìn)，速度設(shè)定值從300mm/ms到0.0mm/ms變化，確保熔滴充分接觸、浸潤(rùn)熔池，而焊絲又不會(huì)直接插入熔池。

伺服電機(jī)在焊絲回抽時(shí)運(yùn)動(dòng)編程控制模式：位移模式+位移模式的組合。

伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)、焊絲回抽時(shí)的第一個(gè)緩慢回抽動(dòng)作采用位移模式編程控制，此時(shí)伺服電機(jī)的反轉(zhuǎn)速度設(shè)定值極低，速度從0mm/ms緩慢提升，回抽到設(shè)定的位移量時(shí)，轉(zhuǎn)換成第二位移模式，加速回抽；兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的位移數(shù)據(jù)與速度數(shù)據(jù)決定了熔滴是否平穩(wěn)過渡到熔池。此兩位移模式根據(jù)焊絲直徑、熔滴大小的不同，速度設(shè)定值分別從最初的0.0mm/ms至200mm/ms和從200mm/ms至600mm/ms，位移設(shè)定值分別在0.4mm至1.0mm和2.2mm至1.6mm。