一种可编程脉冲送丝控制系统技术方案

技术编号:18481533 阅读:39 留言:0更新日期:2018-07-21 11:16
本发明专利技术提供了一种操作简便可靠、送丝精度高、可控参数灵活多变的可编程脉冲送丝控制系统,运动控制卡的上位机连接模块与处理器连接,运动控制卡的总线模块包括两个闭环控制回路,闭环控制回路包括推丝控制回路和拉丝控制回路,推丝控制回路的输出模块与推丝电机驱动器连接,输入模块与推丝转速反馈装置连接;拉丝控制回路的输出模块与拉丝电机驱动器连接,输入模块与拉丝转速反馈装置连接,拉丝机构出口处与焊枪连接;推丝机构与拉丝机构之间设有自控缓冲机构,自控缓冲机构包括两个端部缓冲腔和一个中间缓冲腔,端部缓冲腔之间经中间缓冲腔连通,自控缓冲机构的总体路径长度大于推丝机构和拉丝机构之间的焊丝的直线输送距离。

A programmable pulse wire feeding control system

The invention provides a programmable pulse wire feeding control system with simple and reliable operation, high wire feeding precision and flexible controllable parameters. The upper computer connection module of the motion control card is connected with the processor. The bus module of the motion control card consists of two closed loop control circuits, and the closed loop control loop includes the wire pushing control loop and drawing. The output module of the wire control loop is connected with the push wire motor driver, the input module is connected with the screw speed feedback device; the output module of the wire drawing control circuit is connected with the wire drawing motor driver, the input module is connected with the wire drawing speed feedback device, the wire drawing machine is connected with the welding gun at the outlet of the wire drawing machine; the wire pushing mechanism is used. There is a self-control buffer mechanism between the drawing mechanism and the drawing mechanism. The self-control buffer mechanism consists of two end buffer cavities and an intermediate buffer cavity. The end buffer cavity is connected through the intermediate buffer cavity. The overall path length of the self-control buffer mechanism is larger than the straight line distance of the wire between the wire and the wire drawing mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种可编程脉冲送丝控制系统
本专利技术涉及焊接
,具体涉及一种可编程脉冲送丝控制系统。
技术介绍
脉冲送丝是一种新型的送丝方法。脉冲送丝既可实现无短路过程焊接,又可以实现脉冲送丝强制短路过程,并且具有飞溅小、焊缝成形美观、焊接质量好、适合全位置焊接的优点。在通过脉冲送丝实现强制短路过程,使短路频率与脉冲送丝频率严格相等,利用脉冲送丝后的停顿所产生的前冲力,促使熔滴过渡,减少了小桥中焊丝一侧的液态金属,同时也就减少了小桥爆炸而产生的飞溅。专利技术专利201710669905.1“一种双脉冲送丝电机的控制系统及方法”提供了一种双脉冲送丝电机的控制系统及方法,用于缩短送丝电机由高速转为低速的过渡时间,改善双脉冲焊接性能。专利技术专利201710262175.3,“多电机的送丝控制系统及方法”介绍了一种同时控制多台电机输送焊丝的方法。专利技术201220026744.7,“一种实时同步送丝装置”介绍了一款通过单片机控制的送丝装置。但上述的送丝控制方法仍存在着送丝精度低、可控参数少、操作不灵活等不足,不适合科学研究需要。
技术实现思路
针对上述技术问题,本专利技术提供了一种操作简便可靠、送丝精度高、可控参数灵活多变的可编程脉冲送丝控制系统及方法。为了实现上述技术目标,本专利技术采用以下技术方案:一种可编程脉冲送丝控制系统,包括运动控制卡,所述的运动控制卡包括上位机连接模块和总线模块,所述的上位机连接模块与处理器连接,所述的总线模块包括两个闭环控制回路,所述的闭环控制回路包括推丝控制回路和拉丝控制回路,推丝控制回路的输出模块与推丝电机驱动器连接,推丝电机驱动器与推丝电机连接,推丝电机驱动推丝机构的转动,推丝机构与供给焊丝原料的丝盘连接,推丝控制回路的输入模块与推丝转速反馈装置连接,推丝转速反馈装置与推丝机构连接;拉丝控制回路的输出模块与拉丝电机驱动器连接,拉丝电机驱动器与拉丝电机连接,拉丝电机驱动拉丝机构的转动,拉丝机构入丝口与推丝机构的出丝口经输送的焊丝连接,拉丝控制回路的输入模块与拉丝转速反馈装置连接,拉丝转速反馈装置与拉丝机构连接,拉丝机构出口处与焊枪连接;所述的推丝机构与拉丝机构之间设有自控缓冲机构,自控缓冲机构包括可容纳焊丝的两个端部缓冲腔和一个中间缓冲腔,两个端部缓冲腔分别连接在推丝机构的出口处和拉丝机构的入口处,端部缓冲腔之间经中间缓冲腔连通,由端部缓冲腔和中间缓冲腔连通而成的自控缓冲机构的总体路径长度大于推丝机构和拉丝机构之间的焊丝的直线输送距离。通过上述技术方案,本专利技术设计了一套送丝精度高、相应速度快、控制灵活的脉冲送丝控制系统,本专利技术的控制系统包括两套独立的闭环控制回路,操作者预先将脉冲送丝过程的需要控制的特征参数如平均送丝速度V、送丝周期送丝速度V1、送丝周期时间长度T1、抽丝周期抽丝速度V2、抽丝周期时间长度T2、停顿周期时间长度T3等输送到处理器内。在固定脉冲送丝模式下,处理器根据上述参数,通过运动控制卡设置相关电机驱动器的输出命令,使推丝电机和拉丝电机按照固定的脉冲周期、方向和速度输送焊丝;在受控送丝模式下,通过反馈装置处理器也可以根据同步采集到的焊接过程电信号信息,根据需要在等速送丝过程中,实时改变送丝速度和方向,实现对焊接过程的实时精确控制。运动控制卡是基于PC总线,利用高性能微处理器及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服电机运动控制卡,包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、D/A输出等功能,它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置。本申请中通过运动控制卡分别控制推丝电机驱动器和拉丝电机驱动器的驱动命令,当推丝机构在推丝电机的带动下,独立转动一定的距离将丝盘中的焊丝送出后,再通过拉丝电机带动拉丝机构开始同步转动,开始正常脉冲送丝过程。拉丝机构在运行的过程中首先执行的是送丝过程,将焊丝送至焊枪处后,通过反馈装置根据同步采集到的焊接过程信息,根据需要进入焊丝回抽阶段,适当的回抽焊丝或者暂停送丝过程;这样一来通过设置了两个闭环控制回路的运动控制卡、电机驱动器和转速反馈装置的配合,可以检测推丝机构的实时送丝速度,并通过电机驱动器对推丝机构的送丝速度进行调控,确保推丝速度与拉丝速度相同。当焊接过程结束时,推丝电机迅速停止,推丝机构停止送丝;拉丝机构则在抽丝周期和停顿周期结束后,结束运行,推丝机构和拉丝机构都有一套独立的驱动和运动反馈系统,他们之间相互配合又互不影响,可以更加灵活、高效、精准的完成送丝工作。本申请的重要创新点在于:本申请不但设计了一套推丝机构和拉丝机构并存的送丝控制系统,并且在控制推丝机构和拉丝机构的运动控制卡上设置了两个独立的闭环控制系统和转速反馈装置,该系统不但可以独立对推丝机构和拉丝机构进行控制,而且可以利用拉丝机构的转速反馈装置直接采集到的信号控制焊接过程的送丝情况,通过推丝机构的转速反馈装置精准控制推丝机构的送丝情况。本申请中送丝过程中的动力主要由推丝机构提供,拉丝机主要用于实现对送丝速度、时间等整过程参数的精确控制。设置相互配合的推丝机构和拉丝机构,那么焊丝输送过程大部分载荷由推丝机承担,拉丝机构负载较轻,抑制了送丝迟滞现象,相应速度进一步加快,送丝精度进而得到提升。拉丝机构在增强送丝精度的同时,还具有一些不可避免的缺陷,在受控送丝模式下拉丝机构会根据速度反馈装置的实时反馈改变送丝速度,一旦拉丝机构的瞬时送丝速度与推丝机构的送丝速度不一致时会引起严重的问题。拉丝机构的瞬时送丝速度过大可能会引起焊丝输送不稳定,无法即使获得充足的焊丝供应焊枪的使用,轻则由于焊丝供应不足和电机转速差异导致拉丝机打滑,严重时甚至会引起焊丝断裂的窘况;而拉丝机构的瞬时送丝速度过小时,短时间内在推丝机构和拉丝机构之间会形成大量的焊丝滞留,造成焊丝的积累效应,直接影响后续焊丝的进丝过程。如此,虽然对焊丝的控制更加灵敏,但是却增加了更大的不可控后果,这不是我们想要看到的。对此,本专利技术在推丝机构和拉丝机构之间设置了自控缓冲机构,自控缓冲机构包括两个端部缓冲腔和一个中间缓冲腔,两个端部缓冲腔之间经中间缓冲腔连通,由端部缓冲腔和中间缓冲腔连通而成的自控缓冲机构的总体路径长度大于推丝机构和拉丝机构之间的焊丝的直线输送距离。自控缓冲机构是为了避免因拉丝机构瞬时速度与推丝机构不一致而设计的。一旦瞬时拉丝速度低于推丝速度,焊丝滞留于自控缓冲机构内,由于自控缓冲机构的总体路径长度大于推丝机构和拉丝机构之间的焊丝的直线输送距离,焊丝会被引入由两个端部缓冲腔和一个中间缓冲腔组成缓冲路径中,焊丝在整个缓冲路径中可以均匀的少量积累分布,不会造成短时间内大量滞留导致的累积变形效应,直至推丝机构和拉丝机构经过调控再次达到送丝速度的平衡;反之,当瞬时拉丝速度高于推丝速度时,软管内的焊丝长度逐渐减少,避免了因为两处电机转速差异导致的拉丝机打滑,送丝精度下降等不良现象,为了避免首次瞬时拉丝速度提高导致的拉丝机打滑现象,可以在首次连接系统时在自控缓冲机构内累积少量焊丝。进一步,本专利技术所述中间缓冲腔与至少一个端部缓冲腔之间经伸缩组件可伸缩连接,所述推丝机构的焊丝推动力大于伸缩组件的伸缩阻力。通过上述技术方案,专利技术自控缓冲机构是一个在一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可编程脉冲送丝控制系统,其特征在于:包括运动控制卡,所述的运动控制卡包括上位机连接模块和总线模块,所述的上位机连接模块与处理器连接,所述的总线模块包括两个闭环控制回路,所述的闭环控制回路包括推丝控制回路和拉丝控制回路,推丝控制回路的输出模块与推丝电机驱动器连接,推丝电机驱动器与推丝电机连接,推丝电机驱动推丝机构的转动,推丝机构与供给焊丝原料的丝盘连接,推丝控制回路的输入模块与推丝转速反馈装置连接,推丝转速反馈装置与推丝机构连接;拉丝控制回路的输出模块与拉丝电机驱动器连接,拉丝电机驱动器与拉丝电机连接,拉丝电机驱动拉丝机构的转动,拉丝机构入丝口与推丝机构的出丝口经输送的焊丝连接,拉丝控制回路的输入模块与拉丝转速反馈装置连接,拉丝转速反馈装置与拉丝机构连接,拉丝机构出口处与焊枪连接;所述的推丝机构与拉丝机构之间设有自控缓冲机构,自控缓冲机构包括可容纳焊丝的两个端部缓冲腔和一个中间缓冲腔,两个端部缓冲腔分别连接在推丝机构的出口处和拉丝机构的入口处,端部缓冲腔之间经中间缓冲腔连通,由端部缓冲腔和中间缓冲腔连通而成的自控缓冲机构的总体路径长度大于推丝机构和拉丝机构之间的焊丝的直线输送距离...

【技术特征摘要】
1.一种可编程脉冲送丝控制系统,其特征在于:包括运动控制卡,所述的运动控制卡包括上位机连接模块和总线模块,所述的上位机连接模块与处理器连接,所述的总线模块包括两个闭环控制回路,所述的闭环控制回路包括推丝控制回路和拉丝控制回路,推丝控制回路的输出模块与推丝电机驱动器连接,推丝电机驱动器与推丝电机连接,推丝电机驱动推丝机构的转动,推丝机构与供给焊丝原料的丝盘连接,推丝控制回路的输入模块与推丝转速反馈装置连接,推丝转速反馈装置与推丝机构连接;拉丝控制回路的输出模块与拉丝电机驱动器连接,拉丝电机驱动器与拉丝电机连接,拉丝电机驱动拉丝机构的转动,拉丝机构入丝口与推丝机构的出丝口经输送的焊丝连接,拉丝控制回路的输入模块与拉丝转速反馈装置连接,拉丝转速反馈装置与拉丝机构连接,拉丝机构出口处与焊枪连接;所述的推丝机构与拉丝机构之间设有自控缓冲机构,自控缓冲机构包括可容纳焊丝的两个端部缓冲腔和一个中间缓冲腔,两个端...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭宁杜永鹏冯吉才徐昌盛付云龙陈昊
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海
类型:发明
国别省市:山东,37

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