一种摩擦焊机可裁减的监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种摩擦焊机可裁减的监控系统，包括PLC开关量控制模块、摩擦焊机监测模块、摩擦压力闭环控制模块、去飞边控制模块。本发明专利技术采用工控机+PLC控制方式，采用串行通信方式完成工控机与PLC之间数据传输通信,可以根据需求实现同样结构的摩擦焊机的不同控制和监测方式，满足用户对不同档位摩擦焊机的要求，实现摩擦焊机控制多样化，满足不同摩擦焊件质量要求。

A Reducable Monitoring System for Friction Welding Machine

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦焊机可裁减的监控系统
本专利技术涉及摩擦焊机控制领域，具体涉及一种摩擦焊机可裁减的监控系统。
技术介绍
摩擦焊接工艺是利用焊接接触端面相对运动中相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。连续摩擦焊机由电机驱动主轴旋转、液压驱动滑台施加摩擦压力。目前，大部分摩擦焊机的控制方式采用PLC开环控制，也有为了提高摩擦焊接质量，采用计算机控制液压滑台施力机构的闭环控制方式，对带去飞边的采用数控伺服控制，实现查补控制，实现焊接与车床加工于一体，提高加工效率。但现有的控制系统集成度低，组成不方便，更换机型或机型添加新功能时需重新设计监控系统。
技术实现思路
为了实现监控系统快速搭建，可以根据不同机型和控制要求搭建控制系统，本专利技术采用模块化设计理念，提供一种可裁减摩擦焊机的监控系统，可以实现开环控制、开环控制+摩擦过程监测、闭环控制+摩擦过程监控、去飞边装置控制的多种控制方法的选择，提高摩擦焊机的自动控制灵活性，满足不同用户对摩擦焊接控制要求。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种摩擦焊机可裁减的监控系统，包括PLC开关量控制模块，由行程开关、夹具压力继电器、离合器制动等开关量器件开关参数采集模块、PLC控制器、控制面板构成，通过操作控制柜上的控制面板按钮经PLC控制器控制开关量器件实现摩擦焊接过程的控制；摩擦焊机监测模块，由工控机、数据采集卡、高速计数器卡、传感器组组成，用于对摩擦焊接过程的主轴电机电压、电流、主轴转速、摩擦压力、滑台位移、液压站的压力、流量、油温、液位等参数进行采集，并应用计算机编程软件VC++或LabVIEW根据用户要求开发监控界面，实时显示摩擦焊接各个参数，并将主要参数存储便于以后查询，为研究摩擦焊接理论、优化焊接参数、开发新型焊品等提供实践数据；摩擦压力闭环控制模块，由工控机、比例阀或伺服阀控制板、比例换向阀、比例溢流阀或液压伺服阀、液压缸和液压滑台组成，用于实现对摩擦焊接液压施力系统闭环控制，提高摩擦压力精准控制，提高焊件质量；去飞边控制模块：由工控机、两轴运动控制卡和去飞边装置构成，用于在摩擦焊接结束后对焊件的外飞边或内飞边进行去除处理，所述去飞边装置由一个伺服轴或两个伺服轴组成，所述工控机上通过两轴运动控制卡来控制去飞边装置，实现摩擦焊接结束后的自动去飞边。进一步地，所述监控系统采用工控机+PLC控制方式，采用串行通信方式完成工控机与PLC之间数据传输通信,可以实现连续摩擦焊机不同控制和监测要求。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的可裁剪摩擦焊机监控系统可以根据需求实现同样结构的摩擦焊机的不同控制和监测方式，满足用户对不同档位摩擦焊机的要求，实现摩擦焊机控制多样化，满足不同摩擦焊件质量要求。附图说明图1为本专利技术实施例中的摩擦焊机主电路图。图2为本专利技术实施例中摩擦焊机的液压系统图。图3为本专利技术实施例一种摩擦焊机可裁减的监控系统的系统框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例的连续摩擦焊机主要包含主轴旋转系统和液压摩擦压力施力系统，主轴系统设置有主轴、主轴电机（三相鼠笼异步电机）、离合制动器、旋转夹具以及相应配套的润滑装置；液压摩擦压力施力系统设置有液压站、施力液压缸以及相应配套的液压电磁阀、压力表等实现压力、流量调整的液压元件，控制方式采用机旁手动和自动控制两种方式，设置有机旁操作台和计算机监测控制柜，其上设有一监控系统，如图1所示，包括PLC开关量控制模块，由行程开关、夹具压力继电器、离合器制动等开关量器件开关参数采集模块、PLC控制器、控制面板构成，采用机旁带操作台手动操作，主轴系统设置有电机启动控制装置、制动器和离合器控制装置以及旋转夹具控制装置，由操作控制柜上的面板按钮通过PLC控制开关量器件实现摩擦焊接过程的控制，液压驱动滑台施加摩擦压力系统中的移动夹具控制、摩擦压力和顶锻压力，利用PLC控制开关电磁阀、时间继电器实现。摩擦压力依靠人工调节比例阀设置。这个控制方式适合于对焊接质量要求不高，不需要对焊接过程监控的摩擦焊机上应用。摩擦焊机监测模块，由工控机、数据采集卡、高速计数器卡、传感器组组成，在摩擦焊机的主轴系统增加测量主轴转速的传感器，在液压驱动滑台施加摩擦压力系统增加滑台位移测量传感器，液压缸部分增加了油压传感器，油箱部分增加液位传感器和温度传感器，工控机上加装数据采集卡和高速计数卡，数据采集卡实现摩擦焊接过程的主轴电机电压、电流、主轴转速、摩擦压力、滑台位移、液压站的压力、流量、油温、液位等参数进行采集，并应用计算机编程软件VC++或LabVIEW根据用户要求开发监控界面，通过人机界面实时实时显示摩擦焊接各个参数，并将主要参数存储便于以后查询，为研究摩擦焊接理论、优化焊接参数、开发新型焊品等提供实践数据；这个控制方式适合于对焊接质量要求不高，但对焊接过程监控要求的摩擦焊机上应用。摩擦压力闭环控制模块，由工控机、比例阀或伺服阀控制板、比例换向阀、比例溢流阀或液压伺服阀、液压缸和液压滑台组成，液压驱动滑台施加摩擦压力系统增加比例溢流阀和比例换向阀，工控机上安装了数据采集卡和高速计数卡，数据采集卡不但能要对摩擦焊接过程参数进行测量，还可以输出模拟信号，对液压驱动滑台施加油缸的压力进行闭环控制，施力油缸的摩擦力可以根据负载不同实时调整。这个控制方式适合于对焊接质量要求高摩擦焊机上应用。去飞边控制模块：由工控机、两轴运动控制卡和去飞边装置构成，用于在摩擦焊接结束后对焊件的外飞边或内飞边进行去除处理，所述去飞边装置安装在摩擦焊机上，由一个伺服轴或两个伺服轴组成，所述工控机上通过两轴运动控制卡来控制去飞边装置，通过在工控机开发去飞边控制软件，实现摩擦焊接结束后自动去飞边，不但整个摩擦焊接控制系统集成度高，并且将焊件加工工序集成在一台机床，大大减少焊件生产的时间，提高焊件加工效率。本具体实施：1、对摩擦焊机控制要求不高摩擦焊接控制系统，只需要PLC开关量控制模块，通过机旁的控制操作柜操作控制按钮可以实现单步手动和自动控制，单步手动用于摩擦焊机装配调整或维修时应用，自动控制用于摩擦焊接过程。2、对摩擦焊机控制要求不高，但需要对摩擦焊接过程进行监视，需要对焊接过程的参数进行存储，便于以后对焊接质量分析或研究。摩擦焊机监控系统由PLC开关量控制模块和摩擦焊机监测模块组成，PLC开关量控制模块实现对摩擦焊接过程控制，可以实现手动和自动控制；摩擦焊机监测模块实现对焊接过程参数进行采集存储，并实时显示焊接过程各个参数的实际值。3、高档摩擦焊机对摩擦焊机控制要求高，其控制系统由PLC开关量控制模块、摩擦压力闭环控制模块以及摩擦焊机监测模块三部分组成，PLC开关量控制模块只控制开关量控制，包括手动控制、夹具控制、主轴电机控制以及辅助开关量控制；摩擦压力闭环控制模块由工控机实现液压缸施力系统闭环控制；摩擦焊机监测模块实现焊接过程参数的采集与存储，实时监测焊接过程各个参数。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦焊机可裁减的监控系统，其特征在于：包括PLC开关量控制模块，由行程开关、夹具压力继电器、离合器制动等开关量器件开关参数采集模块、PLC控制器、控制面板构成，通过操作控制柜上的控制面板按钮经PLC控制器控制开关量器件实现摩擦焊接过程的控制；摩擦焊机监测模块，由工控机、数据采集卡、高速计数器卡、传感器组组成，用于对摩擦焊接过程的主轴电机电压、电流、主轴转速、摩擦压力、滑台位移、液压站的压力、流量、油温、液位参数进行采集，并应用计算机编程软件VC++或LabVIEW根据用户要求开发监控界面，实时显示摩擦焊接各个参数，并将主要参数存储便于以后查询，为研究摩擦焊接理论、优化焊接参数、开发新型焊品等提供实践数据；摩擦压力闭环控制模块，由工控机、比例阀或伺服阀控制板、比例换向阀、比例溢流阀或液压伺服阀、液压缸和液压滑台组成，用于实现对摩擦焊接液压施力系统闭环控制，提高摩擦压力精准控制，提高焊件质量；去飞边控制模块：由工控机、两轴运动控制卡和去飞边装置构成，用于在摩擦焊接结束后对焊件的外飞边或内飞边进行去除处理，所述去飞边装置由一个伺服轴或两个伺服轴组成，所述工控机上通过两轴运动控制卡来控制去飞边装置，实现摩擦焊接结束后的自动去飞边。...

【技术特征摘要】
1.一种摩擦焊机可裁减的监控系统，其特征在于：包括PLC开关量控制模块，由行程开关、夹具压力继电器、离合器制动等开关量器件开关参数采集模块、PLC控制器、控制面板构成，通过操作控制柜上的控制面板按钮经PLC控制器控制开关量器件实现摩擦焊接过程的控制；摩擦焊机监测模块，由工控机、数据采集卡、高速计数器卡、传感器组组成，用于对摩擦焊接过程的主轴电机电压、电流、主轴转速、摩擦压力、滑台位移、液压站的压力、流量、油温、液位参数进行采集，并应用计算机编程软件VC++或LabVIEW根据用户要求开发监控界面，实时显示摩擦焊接各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄崇莉，张昌明，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61