大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置，其将电压隔离变换器输入端的正、负端分别连接工件和焊枪本体用于采集等离子喷焊的弧压信号，电压隔离变换器的输出端通过模拟输入卡将信号输入步进电机控制器，同时在步进电机控制器的输入端分别接入目标值设定信号和弧压偏差设定信号，步进电机控制器经信号处理后驱动步进电机，步进电机带动焊枪移动支架在大面积复杂曲面工件表面移动，以保证焊枪与工件表面为一恒定的所需间距；本装置保证了喷焊枪喷嘴与工件表面在Ｚ轴方向的距离保持恒定范围内，提高了喷焊质量和效率，避免了设备故障，降低了设备成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置。
技术介绍
等离子喷焊其镀层耐磨度高、保证一定的镀层厚度、镀层材质均勻性好、与基材熔 融度深、并可有效防止熔敷材料的剥离；等离子喷焊过程中需防止焊枪喷嘴远离工件而造 成熄弧或焊枪喷嘴碰击工件而造成焊枪喷嘴大电流烧坏，因此，在对大面积复杂曲面工件 表面进行等离子喷焊时，需要确保焊枪喷嘴与工件表面距离保持恒定范围内。如附图说明图1所示，通常等离子喷焊焊枪包括一焊枪本体2，焊枪本体2内设置钨电极1， 焊枪本体2外设有可通入冷却水的壳体3，壳体3外设有保护罩4，壳体3与保护罩4间充 入保护气，焊枪本体2内充以惰性气体，焊接电源6和维弧电源7的负极连接钨电极1，焊接 电源6的正极通过接触器触点KM连接工件5，维弧电源7的正极连接焊枪本体2 ；等离子喷 焊在对工件进行表面熔敷作业时，在高强度电场作用下，使惰性气体(氩气)产生电离，进 而在喷枪本体与工件之间形成高能量等离子弧，从而实现等离子喷焊作业；等离子弧的电 压与喷枪本体和工件间的电场具有相应的函数关系，上述的弧压同时也反映了喷枪本体与 工件的间距。在大面积复杂曲面工件表面进行等离子喷焊处理时。由于工件表面呈不规则的复 杂曲面，且表面面积较大，在对其表面进行等离子喷焊时，喷焊枪在工件表面沿X轴和Y轴 行走过程中，需要确保喷焊枪喷嘴与工件表面在Z轴方向的距离保持恒定范围内，这样才 能保证工件表面熔敷层的喷焊质量和设备安全，而在大面积工件表面的喷焊，必须对喷焊 枪的Z轴行程进行自动控制，如果靠调整工件来保证焊距恒定，这样效率很低；也可采用三 座标轨迹跟踪方法而进行自动控制，以实现X轴、Y轴和Z轴的位移控制，但三座标轨迹跟 踪控制复杂、成本高。因此必须引用一种可以实现在喷焊过程中确保焊距保持恒定的自动 控制技术。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种大面积复杂曲面工件表面等离子喷 焊的弧压跟踪装置，利用本装置保证了喷焊枪喷嘴与工件表面在z轴方向的距离保持恒定 范围内，提高了喷焊质量和效率，避免了设备故障，降低了设备成本。为解决上述技术问题，本技术大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟 踪装置包括焊枪本体、焊枪移动支架、步进电机和步进电机控制器，所述焊枪本体设于所述 焊枪移动支架上，所述步进电机控制器输出端连接所述步进电机控制端，所述步进电机输 出轴连接所述焊枪移动支架，本装置还包括电压隔离变换器、模拟输入卡、目标值设定信号 和弧压偏差设定信号，所述电压隔离变换器输入端的负极连接所述焊枪本体，所述电压隔 离变换器输入端的正极连接工件，所述电压隔离变换器输出端连接所述模拟输入卡的输入 端，所述模拟输入卡的输出端连接所述步进电机控制器的输入端，所述目标值设定信号和3弧压偏差设定信号接入所述步进电机控制器的输入端。为便于电压隔离变换器与焊枪本体的连接，本装置还包括一金属环，所述金属环 套设于所述焊枪本体上并紧密接触，所述电压隔离变换器输入端的负极连接所述金属环。为防止等离子喷焊起焊时大电流窜入所述电压隔离变换器造成模块损坏和跟踪 失效，本装置还包括一继电器，所述继电器带有两个触点，所述继电器由等离子喷焊程序控 制，所述两个触点分别串联于所述电压隔离变换器正、负极输入端与工件和焊枪本体的回 路中。为精确采集等离子喷焊弧电压信号，所述电压隔离变换器的输入阻抗是1 10MQ。由于本技术大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置采用了上 述技术方案，即电压隔离变换器输入端的正、负端分别连接工件和焊枪本体用于采集等离 子喷焊的弧压信号，电压隔离变换器的输出端通过模拟输入卡将信号输入步进电机控制 器，同时在步进电机控制器的输入端分别接入目标值设定信号和弧压偏差设定信号，步进 电机控制器经信号处理后驱动步进电机，步进电机带动焊枪移动支架在大面积复杂曲面工 件表面移动，以保证焊枪与工件表面为一恒定的所需间距；本装置保证了喷焊枪喷嘴与工 件表面在Z轴方向的距离保持恒定范围内，提高了喷焊质量和效率，避免了设备故障，降低 了设备成本。以下结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明图1为等离子喷焊焊枪的结构示意图，图2为本实用新跟踪装置的原理框图，图3为本实用新跟踪装置中金属环设置的结构示意图。具体实施方式如图2和图3所示，本技术大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪 装置包括焊枪本体2、焊枪移动支架21、步进电机84和步进电机控制器83，所述焊枪本体 2设于所述焊枪移动支架21上，所述步进电机控制器83输出端连接所述步进电机84控制 端，所述步进电机84输出轴连接所述焊枪移动支架21，本装置还包括电压隔离变换器81、 模拟输入卡82、目标值设定信号85和弧压偏差设定信号86，所述电压隔离变换器81输入 端的负极连接所述焊枪本体2，所述电压隔离变换器81输入端的正极连接工件5，所述电压 隔离变换器81输出端连接所述模拟输入卡82的输入端，所述模拟输入卡82的输出端连接 所述步进电机控制器83的输入端，所述目标值设定信号85和弧压偏差设定信号86接入所 述步进电机控制器83的输入端。为便于电压隔离变换器81与焊枪本体2的连接，本装置还包括一金属环9，所述金 属环9套设于所述焊枪本体2上并紧密接触，所述电压隔离变换器81输入端的负极连接所 述金属环9以保证连接的可靠性。为防止等离子喷焊起焊时大电流窜入所述电压隔离变换器81造成模块损坏和跟 踪失效，本装置还包括一继电器，所述继电器带有两个触点J，所述继电器由等离子喷焊程序控制，所述两个触点J分别串联于所述电压隔离变换器81正、负极输入端与工件5和焊 枪本体2的回路中；当等离子喷焊的主弧电流建立> 10ms时，控制程序触发继电器，其触点 J闭合，电压隔离变换器81开始采集弧压信号。为精确采集等离子喷焊弧电压信号，所述电压隔离变换器81的输入阻抗是1 10MQ。本技术大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置的电压隔离变 换器输入端的正、负端分别连接工件和焊枪本体用于采集等离子喷焊过程中工件与焊枪本 体间产生的弧压信号，电压隔离变换器采集的弧压信号通过模拟输入卡将信号输入步进电 机控制器，同时在步进电机控制器的输入端分别接入目标值设定信号和弧压偏差设定信 号，步进电机控制器将弧压信号与目标值设定信号比较后驱动步进电机，步进电机带动焊 枪移动支架在大面积复杂曲面工件表面移动，以保证焊枪与工件表面为一恒定的所需间 距，弧压偏差设定信号用于调整系统误差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置，包括焊枪本体、焊枪移动支架、步进电机和步进电机控制器，所述焊枪本体设于所述焊枪移动支架上，所述步进电机控制器输出端连接所述步进电机控制端，所述步进电机输出轴连接所述焊枪移动支架，其特征在于：还包括电压隔离变换器、模拟输入卡、目标值设定信号和弧压偏差设定信号，所述电压隔离变换器输入端的负极连接所述焊枪本体，所述电压隔离变换器输入端的正极连接工件，所述电压隔离变换器输出端连接所述模拟输入卡的输入端，所述模拟输入卡的输出端连接所述步进电机控制器的输入端，所述目标值设定信号和弧压偏差设定信号接入所述步进电机控制器的输入端。

【技术特征摘要】
一种大面积复杂曲面工件表面等离子喷焊的弧压跟踪装置，包括焊枪本体、焊枪移动支架、步进电机和步进电机控制器，所述焊枪本体设于所述焊枪移动支架上，所述步进电机控制器输出端连接所述步进电机控制端，所述步进电机输出轴连接所述焊枪移动支架，其特征在于还包括电压隔离变换器、模拟输入卡、目标值设定信号和弧压偏差设定信号，所述电压隔离变换器输入端的负极连接所述焊枪本体，所述电压隔离变换器输入端的正极连接工件，所述电压隔离变换器输出端连接所述模拟输入卡的输入端，所述模拟输入卡的输出端连接所述步进电机控制器的输入端，所述目标值设定信号和弧压偏差设定信号接入所述步进电机控制器的输入端。...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛惠律，林申铭，程本俊，
申请(专利权)人：上海宝钢设备检修有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]