CN114131144A - 一种焊接实时弧压控制***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种焊接实时弧压控制***及其控制方法，该控制***包括电弧电压测量模块、通讯/驱动模块、PLC控制模块；电弧电压测量模块用于测量焊接的实时电压，计算出实时电压差值并通过通讯/驱动模块发送给PLC控制模块；PLC控制模块用于将实时电压差值进一步转换为执行机构的行程控制指令，并通过通讯/驱动模块发送给执行机构；执行机构用于接收并执行行程控制指令，通过调整电弧起点与焊缝坡口底部的间距来调整焊接过程中的实时电压。本发明以PLC为主控单元，结合触摸显示屏进行人机交互，将***测量出的实时电压差值转换为执行机构电机的脉冲数据，通过对焊枪进给行程的自动、精确控制，确保了焊接过程电弧电压的稳定，保证了焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及自动化焊接技术领域，尤其涉及一种焊接实时弧压控制***及其控制方法。
背景技术
在现代化的大型工业、民用等各种产品的生产中，厚板工件的焊接需求日趋增多，单层的焊接不足以填充焊缝，为了提高此类焊接的稳定性和焊接效率，更多的企业在此类焊接中采用多层多道焊接方式。
在自动焊接过程中，焊接电弧弧长是影响焊接质量的重要因素，由于工件表面高度变化的不确定性和焊缝变形的存在（组对不准确或焊接热变形导致），都可能导致电极与工件间的距离产生变化，使弧长的变化存在不确定性。因此电弧弧压的实时控制，对于焊接质量的稳定，起到非常重要的作用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种焊接实时弧压控制***及其控制方法，通过实时测量焊接过程中的电弧电压，将其与理想电压进行比对，根据计算出实时电压差值通过执行机构调节焊枪电弧起点至焊缝间的距离，从而实现对焊接电弧电压的实时控制。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种焊接实时弧压控制***，包括弧压控制器和执行机构，所述弧压控制器包括电弧电压测量模块、通讯/驱动模块、PLC控制模块；所述电弧电压测量模块用于测量焊接过程中的实时电压，计算出其与初始设定的理想电压的实时电压差值并通过通讯/驱动模块发送给PLC控制模块；所述PLC控制模块用于将电弧电压测量模块计算的实时电压差值进一步转换为执行机构的行程控制指令，并通过通讯/驱动模块发送给执行机构；所述执行机构用于接收并执行来自PLC控制模块的行程控制指令，通过调整电弧起点与焊缝坡口底部的间距来调整焊接过程中的实时电压。
所述执行机构包括线性模组和焊枪，所述线性模组包括电机、弹性联轴器、滚珠丝杠和滑台，所述滚珠丝杠一端通过弹性联轴器与电机相连，另一端与滑台连接，所述滑台上安装有焊枪，所述电机通过带动滚珠丝杠使滑台上下移动，进而使焊枪随滑台上下移动。
所述线性模组还包括光电开关，所述光电开关包括限位光电开关和原点光电开关，所述限位光电开关安装在线性模组导轨两端，所述原点光电开关安装于焊枪在线性模组的焊接起点位置。
所述弧压控制器还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与PLC控制模块相连，用于在焊接前输入各项参数设置，并实时显示焊接过程中的各项参数信息。
所述在焊接前输入各项参数设置，设置的参数包括理想电压值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和灵敏度；所述实时显示焊接过程中的各项参数信息，显示的参数信息包括实时电压差值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和停留时间。
一种焊接实时弧压控制方法，包括以下步骤：
步骤S1.用户在触摸显示屏上设置理想电压值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和灵敏度；
步骤S2.将电弧电压测量模块接线端一端连接到焊枪电源线接口处，另一端与需要焊接的工件连接，开始焊接后，电弧电压测量模块将测得的实时电压与预先设定的理想电压值进行比对，并将实时电压差值发送给PLC控制模块；
步骤S3.PLC控制模块将电弧电压测量模块测量出的实时电压差值进一步计算转换为执行机构电机的行程指令，并将其发送至执行机构；
步骤S4.执行机构接收到来自PLC控制模块的行程指令，控制电机带动滚珠丝杠上下移动，进而带动滑台上的焊枪上下移动，通过调节焊枪电弧起点至焊缝的距离，实现对焊接弧压的实时控制。
本发明的有益效果
本发明以PLC为主控单元，结合触摸显示屏进行人机交互，利用PLC控制模块将***测量出的实时电压差值进一步经过计算转换为执行机构电机的脉冲数据，通过对焊枪进给行程的自动、精确控制，确保了焊接过程电弧电压的稳定，保证了焊接质量。
本发明执行机构的线性模组设计安装有限位光电开关和原点光电开关，不仅能够保障焊枪在焊接过程中的安全性，还能够使执行机构具备自动回位功能，令焊枪在焊接结束后自动回到预设的原点位置，省去了每次焊接前需重新对焊枪起点进行复位的时间，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种焊接实时弧压控制***结构示意图；
图2为本发明一种焊接实时弧压控制方法的流程示意图；
图中的附图标记说明：1、电弧电压测量模块；2、通讯/驱动模块；3、PLC控制模块；4、线性模组；5、焊枪；6、电机；7、弹性联轴器；8、滚珠丝杠；9、滑台；10、限位光电开关；11、原点光电开关。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参见图1-2。
如图1所示，本发明一种焊接实时弧压控制***，包括弧压控制器和执行机构，所述弧压控制器包括电弧电压测量模块、通讯/驱动模块、PLC控制模块；所述电弧电压测量模块用于测量焊接过程中的实时电压，计算出其与初始设定的理想电压的实时电压差值并通过通讯/驱动模块发送给PLC控制模块；所述PLC控制模块用于将电弧电压测量模块计算的实时电压差值进一步转换为执行机构的行程控制指令，并通过通讯/驱动模块发送给执行机构；所述执行机构用于接收并执行来自PLC控制模块的行程控制指令，通过调整电弧起点与焊缝坡口底部的间距来调整焊接过程中的实时电压。
所述执行机构包括线性模组和焊枪，所述线性模组包括电机、弹性联轴器、滚珠丝杠和滑台，所述滚珠丝杠一端通过弹性联轴器与电机相连，另一端与滑台连接，所述滑台上安装有焊枪，所述电机通过带动滚珠丝杠使滑台上下移动，进而使焊枪随滑台上下移动。
所述线性模组还包括光电开关，所述光电开关包括限位光电开关和原点光电开关，所述限位光电开关安装在线性模组导轨两端，所述原点光电开关安装于焊枪在线性模组的焊接起点位置。
具体地，所述线性模组内安装的光电开关，不仅能够保障焊枪在焊接过程中的安全性，还能够使得执行机构具备自动回位功能，令焊枪在焊接结束后自动回到预设的原点位置，省去了每次焊接前需重新对焊枪起点进行复位的时间，提高了焊接工作效率。
所述弧压控制器还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与PLC控制模块相连，用于在焊接前输入各项参数设置，并实时显示焊接过程中的各项参数信息。
所述在焊接前输入各项参数设置，设置的参数包括理想电压值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和灵敏度；所述实时显示焊接过程中的各项参数信息，显示的参数信息包括实时电压差值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和停留时间。
请参阅图2，下面对本发明一种焊接实时弧压控制***的工作过程作进一步说明。
步骤S1.用户在触摸显示屏上设置理想电压值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和灵敏度；
步骤S2.将电弧电压测量模块接线端一端连接到焊枪电源线接口处，另一端与需要焊接的工件连接，开始焊接后，电弧电压测量模块将测得的实时电压与预先设定的理想电压值进行比对，并将实时电压差值发送给PLC控制模块；
步骤S3.PLC控制模块将电弧电压测量模块测量出的实时电压差值进一步计算转换为执行机构电机的行程指令，并将其发送至执行机构；
步骤S4.执行机构接收到来自PLC控制模块的行程指令，控制电机带动滚珠丝杠上下移动，进而带动滑台上的焊枪上下移动，通过调节焊枪电弧起点至焊缝的距离，实现对焊接弧压的实时控制。
本实施例中，上述对步骤S4中焊枪电弧起点至焊缝距离的调节，可以有以下两种方式：①通过电弧电压测量模块测量电弧起点与焊缝坡口底部的距离， PLC控制模块依照内置程序自动将其转换为行程控制指令发送给执行机构进行调节；②操作人员根据触摸显示屏上显示的各项参数信息，人工对执行机构的进给程序的进给深度、进给速度和停留时间进行设置，以达到调节焊枪电弧起点至焊缝距离的目的。
综上，本发明以PLC为主控单元，结合触摸显示屏进行人机交互，利用PLC控制模块将***测量出的实时电压差值进一步经过计算转换为执行机构电机的脉冲数据，通过对焊枪进给行程的自动、精确控制，确保了焊接过程电弧电压的稳定，保证了焊接质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种焊接实时弧压控制***，包括弧压控制器和执行机构，其特征在于，所述弧压控制器包括电弧电压测量模块、通讯/驱动模块、PLC控制模块；所述电弧电压测量模块用于测量焊接过程中的实时电压，计算出其与初始设定的理想电压的实时电压差值并通过通讯/驱动模块发送给PLC控制模块；所述PLC控制模块用于将电弧电压测量模块计算的实时电压差值进一步转换为执行机构的行程控制指令，并通过通讯/驱动模块发送给执行机构；所述执行机构用于接收并执行来自PLC控制模块的行程控制指令，通过调整电弧起点与焊缝坡口底部的间距来调整焊接过程中的实时电压。
2.根据权利要求1所述的一种焊接实时弧压控制***，其特征在于，所述执行机构包括线性模组和焊枪，所述线性模组包括电机、弹性联轴器、滚珠丝杠和滑台，所述滚珠丝杠一端通过弹性联轴器与电机相连，另一端与滑台连接，所述滑台上安装有焊枪，所述电机通过带动滚珠丝杠使滑台上下移动，进而使焊枪随滑台上下移动。
3.根据权利要求2所述的一种焊接实时弧压控制***，其特征在于，所述线性模组还包括光电开关，所述光电开关包括限位光电开关和原点光电开关，所述限位光电开关安装在线性模组导轨两端，所述原点光电开关安装于焊枪在线性模组的焊接起点位置。
4.根据权利要求1所述的一种焊接实时弧压控制***，其特征在于，所述弧压控制器还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与PLC控制模块相连，用于在焊接前输入各项参数设置，并实时显示焊接过程中的各项参数信息。
5.根据权利要求4所述的一种焊接实时弧压控制***，其特征在于，所述在焊接前输入各项参数设置，设置的参数包括理想电压值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和灵敏度；所述实时显示焊接过程中的各项参数信息，显示的参数信息包括实时电压差值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和停留时间。
6.一种焊接实时弧压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.用户在触摸显示屏上设置理想电压值、焊枪进给深度、焊枪进给速度和灵敏度；
步骤S2.将电弧电压测量模块接线端一端连接到焊枪电源线接口处，另一端与需要焊接的工件连接，开始焊接后，电弧电压测量模块将测得的实时电压与预先设定的理想电压值进行比对，并将实时电压差值发送给PLC控制模块；
步骤S3.PLC控制模块将电弧电压测量模块测量出的实时电压差值进一步计算转换为执行机构电机的行程指令，并将其发送至执行机构；
步骤S4.执行机构接收到来自PLC控制模块的行程指令，控制电机带动滚珠丝杠上下移动，进而带动滑台上的焊枪上下移动，通过调节焊枪电弧起点至焊缝的距离，实现对焊接弧压的实时控制。
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