CN107695484B - 一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气*** - Google Patents

一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气*** Download PDF

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Abstract

一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，其中，人机交互单元由触摸屏与操作台组成，焊接单元由弧压控制器与焊接电源组成，且触摸屏、操作台、输入输出设备、弧压控制器、焊接电源及动作机构分别与主控单元连接，同时焊接电源、动作机构与环形工件连接，通过将输入输出设备的输入信号接入至主控单元，对电气***进行逻辑控制；主控单元与焊接电源通讯，以实现对焊接参数的调用与控制；通过主控单元和人机交互单元控制焊接单元与动作机构，以实现对环形工件自主焊接，有效克服手工焊接存在的不足，且焊接效率高、稳定性高，一次成型良好；同时也缩短焊接加工周期，节约成本、减轻工人劳动强度、改善作业环境。

Description

一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***
技术领域
本发明涉及焊机设备电气***技术领域，尤其涉及一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***。
背景技术
目前环形焊缝的焊接主要使用手工焊接，特别是厚管壁环形焊缝均由手工操作完成，手工焊接厚管壁环形焊缝存在的最大问题是焊接质量稳定性差，焊接变形大，焊缝质量严重依赖焊接操作人员技能水平及焊接操作时的工作状态。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，包括主控单元、人机交互单元、输入输出设备、焊接单元及动作机构，其中，人机交互单元由触摸屏与操作台组成，焊接单元由弧压控制器与焊接电源组成，且触摸屏、操作台、输入输出设备、弧压控制器、焊接电源及动作机构分别与主控单元连接，同时焊接电源、动作机构与环形工件连接，通过将输入输出设备的输入信号接入至主控单元，对电气***进行逻辑控制；主控单元与焊接电源通讯，以实现对焊接参数的调用与控制；动作机构由主控单元控制以实现焊枪的定位和移动；操作台用于实现电气***的启动、停止、预约等操作功能。
在本发明中，输入输出设备包括传感器、启停设备、三色灯。
在本发明中，触摸屏包括工作界面、监视界面、焊接参数、报警界面、生产产量界面：
工作界面包括对操作机XYZ三个轴进行独立操作的按钮、XYZ三轴位置显示按钮、送丝机的送丝与回抽按钮、弧压控制起停按钮、焊枪摆动器起停按钮、变位机正转反转按钮、自动与手动焊接按钮、电气***启动与暂停按钮；
在焊接参数中，根据工艺流程分为打底焊、填充焊、盖面焊，打底焊参数可设置焊速、摆速、摆幅、左右停时、焊接层数、焊接参数调用JOB号选择，填充焊可设置焊速、摆速、摆幅、左右停时、焊接层数、焊接参数调用JOB号选择，盖面焊可以设置焊速、摆速、摆幅、左右停时、焊接层数、焊接参数调用JOB号选择；
监视界面中，监视操作机的XYZ三轴信号，分为正限位、负限位、原点信号灯显示，焊接电源参数中监视焊接故障、焊丝故障、缺气、缺水信息；
生产产量界面显示平尾转轴工位生产件数、合格件数、报废件信息显示，同时保留其他管缝产品生产信息显示；
报警界面，对电气***遇到的故障进行报警提示，并提出报警，显示解决方案。
在本发明中，弧压控制器包括驱动盒、执行机构、弧长控制模块、控制面板及通讯通道，且驱动盒、执行机构、弧长控制模块、通讯通道分别与控制面板连接，执行机构采用直流伺服马达与球形螺纹丝杠传动，球形螺母带动滑板运动，通过控制面板向弧长控制模块发送指令和数据，焊接时控制面板显示焊接电压设定值和当前值，并进行实时控制。操作者可以随时人工干预焊接电压，也可以随时锁定随时恢复，在脉冲基值和收弧阶段，弧长控制模块也被锁定。
在本发明中，焊接电源控制焊枪、送丝机构、冷却水箱及电、气等辅助部分，通过调节电压电流、送丝速度、水流量、气流速度等参数来实现焊枪的合理焊接，焊接***与环缝***配合，实现环形工件焊接。
在本发明中，电气***提供两种焊接操作模式：1、手动模式下进行示教编程，示教完成后，可通过模拟焊接过程，执行示教焊接程序，通过多次调整示教参数，直到满意为止；2、自动模式下进行自动焊接，首先准备焊前工作，确认各参数设置无误，在将焊接***切换至自动模式进行自动焊接，配合启动操作台实现对电气***的启动停止等控制。
有益效果：本发明通过主控单元和人机交互单元控制焊接单元与动作机构，以实现对环形工件自主焊接，有效克服手工焊接存在的不足，且焊接效率高、稳定性高，一次成型良好；同时也缩短焊接加工周期，节约成本、减轻工人劳动强度、改善作业环境。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的框架示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白清晰，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1所示一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，包括主控单元（PLC）1、人机交互单元2、输入输出设备3、焊接单元4、动作机构5及环形工件，人机交互单元2由触摸屏与操作台组成，输入输出设备3包括传感器、启停设备、三色灯，焊接单元4由弧压控制器与焊接电源组成，且触摸屏、操作台、输入输出设备3、弧压控制器、焊接电源及动作机构5分别与主控单元1连接，环形工件分别与焊接电源、动作机构5连接，通过将输入输出设备3中的各位置传感器输入信号接入至主控单元1，对电气***进行逻辑控制；主控单元1与焊接电源通讯，以实现对焊接参数的调用与控制；动作机构5由主控单元1控制以实现焊枪的定位和移动；操作台用于实现电气***的启动、停止、预约等操作功能。
触摸屏包括工作界面、监视界面、焊接参数、报警界面、生产产量界面：
工作界面包括对操作机XYZ三个轴进行独立操作的按钮、XYZ三轴位置显示按钮、送丝机的送丝与回抽按钮、弧压控制起停按钮、焊枪摆动器起停按钮、变位机正转反转按钮、自动与手动焊接按钮、电气***启动与暂停按钮；
在焊接参数中，根据工艺流程分为打底焊、填充焊、盖面焊，打底焊参数可设置焊速、摆速、摆幅、左右停时、焊接层数、焊接参数调用JOB号选择，填充焊可设置焊速、摆速、摆幅、左右停时、焊接层数、焊接参数调用JOB号选择，盖面焊可以设置焊速、摆速、摆幅、左右停时、焊接层数、焊接参数调用JOB号选择；
监视界面中，监视操作机的XYZ三轴信号，分为正限位、负限位、原点信号灯显示，焊接电源参数中监视焊接故障、焊丝故障、缺气、缺水信息；
生产产量界面显示平尾转轴工位生产件数、合格件数、报废件信息显示，同时保留其他管缝产品生产信息显示；
报警界面，对电气***遇到的故障进行报警提示，并提出报警，显示解决方案。
弧压控制器包括驱动盒、执行机构、弧长控制模块、控制面板及通讯通道，执行机构采用直流伺服马达与球形螺纹丝杠传动，球形螺母带动滑板运动，通过控制面板向弧长控制模块发送指令和数据，焊接时控制面板显示焊接电压设定值和当前值，并进行实时控制。操作者可以随时人工干预焊接电压，也可以随时锁定随时恢复，在脉冲基值和收弧阶段，弧长控制模块也被锁定。
焊接电源控制焊枪、送丝机构、冷却水箱及电、气等辅助部分，通过调节电压电流、送丝速度、水流量、气流速度等参数来实现焊枪的合理焊接，焊接***与环缝***配合，实现环形工件焊接。
环形工件的前后、左右、上下的机械部分通过主控单元1控制，由电机驱动动作机构5带动环形工件在X/Y/Z三个方向进行灵活的轨迹移动。
电气***提供两种焊接操作模式：1、手动模式下进行示教编程，示教完成后，可通过模拟焊接过程，执行示教焊接程序，通过多次调整示教参数，直到满意为止；2、自动模式下进行自动焊接，首先准备焊前工作，确认各参数设置无误，在将焊接***切换至自动模式进行自动焊接，配合启动操作台实现对电气***的启动停止等控制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，包括主控单元、人机交互单元、输入输出设备、焊接单元及动作机构，其特征在于，人机交互单元由触摸屏与操作台组成，焊接单元由弧压控制器与焊接电源组成，且触摸屏、操作台、输入输出设备、弧压控制器、焊接电源及动作机构分别与主控单元连接，同时焊接电源、动作机构与环形工件连接，通过将输入输出设备的输入信号接入至主控单元，对电气***进行逻辑控制；主控单元与焊接电源通讯，以实现对焊接参数的调用与控制；触摸屏包括工作界面、监视界面、焊接参数、报警界面、生产产量界面，工作界面包括对操作机XYZ三个轴进行独立操作的按钮、XYZ三轴位置显示按钮、送丝机的送丝与回抽按钮、弧压控制起停按钮、焊枪摆动器起停按钮、变位机正转反转按钮、自动与手动焊接按钮、电气***启动与暂停按钮；弧压控制器包括驱动盒、执行机构、弧长控制模块、控制面板及通讯通道，且驱动盒、执行机构、弧长控制模块、通讯通道分别与控制面板连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，其特征在于，输入输出设备包括传感器、启停设备、三色灯。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于环形焊缝自主焊接专机的电气***，其特征在于，电气***提供两种焊接操作模式：1、手动模式下进行示教编程，示教完成后，模拟、执行示教焊接程序，通过多次调整示教参数，直到满意为止；2、自动模式下进行自动焊接，首先准备焊前工作，确认各参数设置无误，在将焊接***切换至自动模式进行自动焊接，配合启动操作台实现对电气***的启动停止控制。
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