CN102152040B - 半自动多枪连续工作螺柱焊接控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，包括焊机主机、焊枪、焊接工作台和焊枪转换电气控制箱，所述焊枪转换电气控制箱包括控制主回路和信号主回路，所述焊机主机的电流输出端经过控制主回路的分流板、电磁接触器分别与多个焊枪连接；所述焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号经过信号主回路的变压器、时间继电器、电子开关与电磁接触器连接，用于控制多个焊枪轮流进行焊接。本发明在降低操作者劳动强度的同时，可以有效地减少焊接工作中的辅助时间，而且在双人操作的过程中充分利用焊接中的焊接等待时间和装钉时间之间的互相错开，在焊接过程中两位操作者的配合消除了中间等待的时间，从而较大程度地提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于储能式螺柱焊接技术领域，涉及单枪或多焊枪的连续焊接技术，特别涉及一种半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***。
背景技术
现有的各种板类部件在生产、制造中大量地采用到螺栓焊接，其中大部分都是以手动焊接为主。而手持式焊枪或自动焊枪都是一台焊机对应一支焊枪，手持式焊枪无保护、无脱料装置，手持式焊枪由操作者手持及简杠杆操作，不但焊接速度低、劳动强度大，而且焊接质量(精确度、牢固性)较难保证。因为操作者在手工操作过程中，需要一个重复的辅助时间和操作过程，无法充分利用储能式螺柱焊机的特性(即工作过程和焊接成形时间短的特点)。
发明内容
为了提高手动焊机的焊接精度和焊接速度，降低操作者的劳动强度，本发明根据螺柱焊接机和焊枪的工作原理，提供了一种半自动多枪连续工作的螺柱焊接控制***。
本发明所采用的技术方案：一种半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，包括焊机主机、焊枪、焊接工作台和焊枪转换电气控制箱，所述焊枪转换电气控制箱包括控制主回路和信号主回路，所述焊机主机的电流输出端经过控制主回路的分流板、电磁接触器分别与多个焊枪连接；所述焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号经过信号主回路的变压器、时间继电器、电子开关与电磁接触器连接，用于控制多个焊枪轮流进行焊接。
上述焊枪转换电气控制箱的控制主回路通过分流板和电磁接触器将焊机主机的单路电流输出转换为多路电流输出。所述焊枪转换电气控制箱的控制主回路转换后的输出电流共有八路，分别与八个焊枪连接。
上述焊枪转换电气控制箱的信号主回路将焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号转换为连续的受控信号，用于控制焊枪进行焊接。
上述焊接工作台包括气缸、焊枪固定座和定位模板，所述焊枪固定在气缸下部的焊枪固定座上，被焊接的板材放置在工作台的定位模板上。所述焊枪固定座的周边安装有自动脱料装置和用于控制焊枪开关的行程开关。所述定位模板可根据不同板材的尺寸进行更换。所述焊枪的下端部设有火花废气防护套。
本发明的显著特点在于，在提高焊接精度和降低操作者劳动强度的同时，可以有效地减少焊接工作中的辅助时间，实现了单焊机单枪焊接向单焊机多枪连续轮流焊的转换。而且在双人操作的过程中充分利用焊接中的焊接等待时间和装钉时间之间的互相错开，在焊接过程中两位操作者的配合消除了中间等待的时间，从而较大程度地提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明所述控制***的主回路原理框图；
图2为本发明所述电气控制箱的布局图；
图3为本发明所述控制***的电气接线图；
图4为本发明所述多焊枪焊接工作台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体结构作进一步的描述。
本发明所述的多焊枪连续焊接，是指在不增加焊机数量和不修改焊机内部结构的前提下，通过对输出端主回路(焊枪主回路)进行改进，由单机单焊枪转换成单机多焊枪工作状态。
如图1～图4所示，本发明所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，包括焊机主机、焊枪、焊接工作台和焊枪转换电气控制箱，所述焊枪转换电气控制箱包括控制主回路和信号主回路，所述焊机主机的电流输出端经过控制主回路的分流板、电磁接触器分别与多个焊枪连接；所述焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号经过信号主回路的变压器、时间继电器、电子开关与电磁接触器连接，用于控制多个焊枪轮流进行焊接。其中，所述焊枪转换电气控制箱的控制主回路通过分流板和电磁接触器将焊机主机的单路电流输出转换为多路电流输出。所述焊枪转换电气控制箱的控制主回路转换后的输出电流共有八路，分别与八个焊枪连接。所述焊枪转换电气控制箱的信号主回路将焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号转换为连续的受控信号，用于控制焊枪进行焊接。
本发明的工作原理如下：接通AC220V电源(插头D)，将电气控制箱的主电源开关F拔到接通状态，电源输入到电气控制箱内的主变压器E，经过互锁继电器J、H，再经时间继电器A1～A4、B1～B4，变压器E输出DC110V，至行程开关QS1、QS2，另一路DC110V输出经时间继电器A1、B1、C1～C6和电子开关G1～G8，最终到达电磁接触器M1～M8。A1～A4和C1～C3组成一组信号控制回路，B1～B4和C4～C6组成另外一组信号控制回路，电子开关G1～G8的作用是用于断开各焊枪的控制信号。时间继电器的运行时间根据连续焊接工作的时间，分别设定为第一组A1(0.5秒)、A2(1秒)、A3(2秒)、A4(3秒)，第二组B1～B4的焊接工作时间设定与第一组相同。螺柱焊机的电源接通后，焊机主回路的电源输出端电路经电气箱内的分流板L，分8路转至8个电磁接触器M1～M8(8个接触器处于断开状态)。电磁接触器M1～M8的辅助触头常开两端连接到的焊机焊接信号端，起到开关的作用。
本发明所述控制***的详细电气接线图如图3所示，其中，所述焊枪转换电气控制箱的工作步骤如下：
一、第一组操作者踏下气动脚踏后，气缸向下移动压下焊枪，下移的同时触动设在工作台面的行程开关QS1，行程开关QS1接通变压器E输出电源DC110V经过继电器J，吸合继电器H，常开点接通变成闭合。从而接通第一组信号回路的电路电源A1～A4。
电气控制箱信号回路的电路电源接通，接至时间继电器A1～A4的线圈(电气控制箱信号回路的利用4个时间继电器A1～A4上的常闭触点组成串联电路)：
1、时间继电器A1在电源接通后延时0.5秒吸合，时间继电器A1线圈吸合动作后接通由变压器E输出的DC110V电源，DC110V电源经电子开关G1再到达电磁接触器M1的线圈(线圈吸合)，从而接通电磁接触器M1的主触点和带动接通其辅助触头。即焊机主回路的电流输出接通至焊枪1，焊机的焊接信号亦同时开启。最终实现焊机主回路电流输出经分流板L、再经过电磁接触器M1后到达焊枪1，焊枪1完成焊接。从时间继电器A1电路接通到完成焊接，整个过程时间小于或等于0.2秒
2、时间继电器A2在电源接通后延时1秒吸合，时间继电器A2线圈吸合动作后，时间继电器A2中的原常闭点断开，断开了串联在时间继电器A2常闭点上的时间继电器A1电气控制箱信号回路的电路电源(电磁接触器M1也跟着断开，其焊机主回路电流和焊接信号连接也断开)。时间继电器A2线圈的吸合也接通了时间继电器C1的线圈(C1延时0.8秒后进行吸合动作)电源，接通了由变压器E输出的DC110V电源，DC110V电源经时间继电器C1再经电子开关G2再到达电磁接触器M2的线圈(线圈吸合)，从而接通电磁接触器M2的主触点和带动接通其辅助触头。即焊机主回路电流输出接通至焊枪2，焊机的焊接信号亦同时开启。最终实现焊机主回路电流输出经分流板L、再经过电磁接触器M2后到达焊枪2，焊枪2完成焊接。从A2电路接通到完成焊接，整个过程时间为0.8秒。
因为焊机完成一次焊接后需要0.7秒时间进行焊接前的充电(焊接电流和信号断开后才可以开始充电)，因此必须增加时间继电器C1设定一个二次延时(0.8秒)，以达到焊机的运行原理要求。
3、时间继电器A3在电源接通后延时2秒吸合，时间继电器A3线圈吸合动作后，时间继电器A3中的原常闭点断开，断开了串联在时间继电器A3常闭点上的时间继电器A2电气控制箱信号回路的电路电源(电磁接触器M2也跟着断开，其焊机主回路电流和焊接信号连接也断开)。时间继电器A3线圈的吸合也接通了时间继电器C2的线圈(C2也是延时0.8秒后才进行吸合动作)电源，接通了由变压器E输出的DC110V电源，DC110V电源经时间继电器C2再经电子开关G3再到达电磁接触器M3的线圈(线圈吸合)，从而接通电磁接触器M3的主触点和带动接通其辅助触头。即焊机主回路电流输出接通至焊枪3，焊机的焊接信号亦同时开启。最终实现焊机主回路电流输出经分流板L、再经过电磁接触器M3后到达焊枪3，焊枪3完成焊接。从时间继电器A3电路接通到完成焊接，整个过程时间也是0.8秒。因为焊机完成第二次焊接后同样需要0.7秒时间进行焊接前的充电(焊接电流和信号断开后才可以开始充电)，因此必须增加时间继电器C2设定一个二次延时，以达到焊机的运行原理要求。
4、时间继电器A4在电源接通后延时2秒吸合，时间继电器A4线圈吸合动作后，时间继电器A4中的原常闭点断开，断开了串联在时间继电器A4常闭点上的时间继电器A3电气控制箱信号回路的电路电源(电磁接触器M3也跟着断开，其焊机主回路电流和焊接信号连接也断开)。时间继电器A4线圈的吸合也接通了时间继电器C3的线圈(C3也是延时0.8秒后才进行吸合动作)电源，接通了由变压器E输出的DC110V电源，DC110V电源经时间继电器C3再经电子开关G4再到达电磁接触器M4的线圈(线圈吸合)，从而接通电磁接触器M4的主触点和带动接通其辅助触头。即焊机主回路电流输出接通至焊枪4，焊机的焊接信号亦同时开启。最终实现焊机主回路电流输出经分流板L、再经过电磁接触器M4后到达焊枪4，焊枪4完成焊接。从A4电路接通到完成焊接，整个过程时间也是0.8秒。因为焊机完成第三次焊接后同样需要0.7秒时间进行焊接前的充电(焊接电流和信号断开后才可以开始充电，过程需时间大于0.7秒)，因此必须增加时间继电器C3设定一个二次延时，以达到焊机的运行原理要求。
二、第二组操作者在第一组操作者完成焊接松开脚踏提起第一组气缸后，踏下气动脚踏后(如在第一组焊接期间踏下气动脚踏，因互锁的原因是无法进行工作的)，第二组气缸向下移动压下焊枪，下移的同时触动设在工作台面的行程开关QS2，行程开关QS2接通变压器E输出电源DC110V经过继电器H，吸合继电器J，常开点接通变成闭合。从而接通第二组信号回路的电路电源B1～B4。
电气控制箱信号回路的电路电源接通，接至时间继电器B1～B4的线圈(电气控制箱信号回路利用四个时间继电器B1～B4上的常闭触点组成串联电路：
1、时间继电器B1在电路电源接通后延时0.5秒吸合，其运行原理与第一组的时间继电器A1相同。
2、时间继电器B2在电路电源接通后延时1秒吸合，其运行原理与第一组的时间继电器A2相同。
3、时间继电器B3在电路电源接通后延时2秒吸合，其运行原理与第一组的时间继电器A3相同。
4、时间继电器B4在电路电源接通后延时3秒吸合，其运行原理与第一组的时间继电器A4相同。
本发明的电气控制箱的原理是将原螺柱焊机的控制主回路单路焊枪输出转变成多路(8路)焊枪输出，通过控制主回路上各接触器M1～M8的通断控制其8路焊枪的工作。而接触器的通断由信号主回路来控制，对不同数量和规格的螺柱焊接，操作者可以调整信号输出端来进行控制(详见图2、3)。利用焊机焊接时间和焊接间隔短的特点，实现轮流在短时间内接通各焊枪控制主回路，从而实现焊枪轮流焊接。
本发明通过采用定位多枪连续(时序)焊接的方法，在保证焊接质量的同时，可大幅提高工作效率。与传统的手持式焊枪焊接方式的比较详见附表1。
表1
如图4所示，多焊枪焊接工作台10是由两个气缸11、焊枪固定座12、自动脱料装置14和定位模板15组成，焊枪13固定在气缸11下部的焊枪固定座12(可调整)上，被焊接的板材放置在工作台16的定位模板15上。焊枪固定座12的周边安装有自动脱料装置14和用于控制焊枪开关的行程开关(图中未显示)；定位模板15可根据不同板材的尺寸进行更换，不同规格尺寸的板材对应不同的模板；焊枪13的下端部还设有火花废气防护套17。焊接过程采用定位模板15和自动脱料装置14进行自动脱料。因为是多人操作一机多枪，为防止同时有两组焊枪同时动作，还采用了由行程开关、继电器组成的进行互锁回路(详见图3)，确保焊接操作的安全。
本发明是针对储能式螺柱焊机结合实际需要进行改造设计的，该输出(焊枪)控制***，还可以应用到同类型的其他储能式螺柱焊机上，在此不再赘述。
从表1的对比结果可以看出，通过本发明所述控制***，利用多枪连续焊接方法在降低操作者劳动强度的同时，可以有效地减少焊接工作中的辅助时间，而且在双人操作的过程中充分利用焊接中的焊接等待时间和装钉时间之间的互相错开，在焊接过程中两位操作者的配合消除了中间等待的时间，从而较大程度地提高了生产效率。
Claims (7)
1.一种半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，包括焊机主机、焊枪、焊接工作台和焊枪转换电气控制箱，其特征在于，所述焊枪转换电气控制箱包括控制主回路和信号主回路，所述焊机主机的电流输出端经过控制主回路的分流板、电磁接触器分别与多个焊枪连接；所述焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号经过信号主回路的变压器、时间继电器、电子开关与电磁接触器连接，用于控制多个焊枪轮流进行焊接；所述焊枪转换电气控制箱的信号主回路将焊机主机的接地储电信号和焊枪焊接的开关信号转换为连续的受控信号，用于控制焊枪进行焊接。
2.根据权利要求1所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，其特征在于，所述焊枪转换电气控制箱的控制主回路通过分流板和电磁接触器将焊机主机的单路电流输出转换为多路电流输出。
3.根据权利要求2所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，其特征在于，所述焊枪转换电气控制箱的控制主回路转换后的输出电流共有八路，分别与八个焊枪连接。
4.根据权利要求1所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，其特征在于，所述焊接工作台包括气缸、焊枪固定座和定位模板，所述焊枪固定在气缸下部的焊枪固定座上，被焊接的板材放置在工作台的定位模板上。
5.根据权利要求4所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，其特征在于，所述焊枪固定座的周边安装有自动脱料装置和用于控制焊枪开关的行程开关。
6.根据权利要求4所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，其特征在于，所述定位模板可根据不同板材的尺寸进行更换。
7.根据权利要求4所述半自动多枪连续工作螺柱焊接控制***，其特征在于，所述焊枪的下端部设有火花废气防护套。
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