一种焊条自动平焊装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种焊条自动平焊装置的控制方法，利用主要由机架、焊条夹具、位置调节支架、焊条垂直运动机构、工件安放平台、水平二维运动平台组成的自动平焊装置，并通过主要由PLC、焊条短路回抽电路和弧压反馈电路组成的控制系统进行控制。本技术方案代替手工进行平焊位置的焊条电弧焊，用于在高压以及辐射环境等人员不能进入的场合进行焊条电弧焊工艺试验，用于特殊环境下焊条电弧焊的工艺研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接
，更加具体地说，涉及。
技术介绍
焊条电弧焊是工业上最为广泛使用的一种焊接方式，设备简单，成本低廉。焊条电弧焊通常是手工操纵焊条进行焊接的金属加工方法。焊条通过电焊钳夹持接焊接电源一极，工件通过导线接焊接电源的另一极，引弧和电弧燃烧是在焊条端部与工件之间进行。其作为连接材料的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门制造中，相应的焊条电弧焊的各种工艺试验也越来越多。然而有些焊条电弧焊的工艺试验需要在高压以及辐射等环境中进行，由于实验人员不能进入这种危险场合进行操作，需要使用能够使焊条自动施焊的专门设备来代替手工。为了实现在实验人员不能进入的高压、辐射等危险环境下进行焊条电弧焊，必须开发一套能够使焊条自动施焊的专门设备，用于特殊环境下焊条电弧焊的工艺研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种焊条自动平焊设备极其控制方法，以代替手工进行平焊位置的焊条电弧焊，用于在高压以及辐射环境等人员不能进入的场合进行焊条电弧焊工艺试验，用于特殊环境下焊条电弧焊的工艺研究。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现:一种焊条自动平焊装置，包括主要由机架、焊条夹具、位置调节支架、焊条垂直运动机构、工件安放平台、水平二维运动平台组成的机械运动机构和主要由PLC、焊条短路回抽电路和弧压反馈电路组成 的控制系统:在所述机械运动机构中，所述焊条垂直运动机构连接在所述机架的上方，所述位置调节支架连接在焊条垂直运动机构上，所述焊条夹具连接在位置调节支架的下端；所述工件安放平台固定在水平二维运动平台上，以实现在水平面的移动。所述的焊条垂直运动机构和水平二维运动平台各轴均采用丝杠传动，以实现精确度高，灵敏度高，稳定性好的三维方向的位置移动。所述位置调节支架既可以调节焊条与工件在垂直方向上的相对位置，还可以调节焊条与工件的夹角，用于实现自动平焊时焊条的前倾和后倾。在进行使用时，为了试验人员操作方便，应用相对运动原理，采用焊条固定、工件运动的方式进行焊接，水平二维运动平台实现工件在水平X、Y方向上的运动，焊条垂直运动机构实现在垂直方向上送进或回抽焊条。在所述控制系统中，所述PLC用于控制和协调水平二维运动平台和焊条垂直运动机构的运动；所述焊条短路回抽电路用于焊条引弧；所述弧压反馈电路用于焊接过程中调节焊条的送进速度，其中所述焊条短路回抽电路由弧压检出继电器、延时通电型时间继电器和换向接触器组成，按下焊接开始按钮，焊条向下送进，未接触工件前，焊接电压为空载电压，空载电压为76V左右，此时稳压管反向导通，弧压检出继电器线圈通电，弧压检出继电器的常闭触点处于断开状态，当焊条与工件接触的瞬间，焊接电压变为OV左右，的常闭触点线圈断电，弧压检出继电器的常闭触点闭合，延时通电型时间继电器和换向接触器线圈通电，换向继电器使送进焊条的电机反向转动，回抽引弧，达到设定的延迟时间后，延时通电型时间继电器的常闭触点断开，延时通电型时间继电器线圈断电，送进焊条的电机恢复到正向转动，系统自动调节到弧压反馈电路向下送进焊条；当焊条与工件接触瞬间，弧压检出继电器线圈断电时，弧压检出继电器的另一个触点给PLC —个输入信号，启动平台运动，实现短路引弧的同时，工件相对于焊条运动。用于控制焊条送进速度的弧压反馈电路，在确定的参考电压下，当测量的电弧值大于参考电压，反应出焊条前端至工件的距离变长，此时控制系统加快电机转速，从而加快送进焊条的速度，使焊条前端至工件的距离变短，恢复到预期的参考值，反之亦然。利用本专利技术的焊条自动平焊装置进行焊接的方法，按照下述步骤进行:(I)步骤1，开始焊接前，在焊条夹具处人工装配焊条，利用位置调节支架和焊条垂直运动机构调节焊条与工件的垂直距离和角度，利用水平二维运动平台调节焊条前端与焊缝的相对位置；(2 )步骤2，焊接位置调整好后，打开焊接电源，在PLC控制柜上设置工件运动方向和焊接速度；(3)步骤3，按下焊接开始按钮，焊条缓慢向下送进，焊条与工件接触短路后，焊条短路回抽电路给PLC—个输入信号，启动水平二维运动平台运动，在实现短路引弧的同时，使得工件相对于焊条运动，焊条沿焊缝方向进行平焊；(4)步骤4，在平焊过 程中，采用弧压反馈电路控制焊条送进速度，在确定的参考电压下，当测量的电弧值大于参考电压，反应出焊条前端至工件的距离变长，此时控制系统加快电机转速，从而加快送进焊条的速度，使焊条前端至工件的距离变短，恢复到预期的参考值，反之亦然。与现有技术相比，本技术方案具有如下有益效果:1.本专利技术为焊条电弧焊提供了一种自动平焊设备来代替手工，用于在高压以及辐射环境等人员不能进入的场合进行焊条电弧焊工艺试验，用于特殊环境下焊条电弧焊的工艺研究。2.运动机构的各轴均采用丝杠传动，精确度高，灵敏度高，稳定性好。3.该焊条自动施焊装置应用相对运动原理，试验过程采用焊条固定、工件运动的方式进行焊接，为操作人员提供了便利。4.焊条短路回抽电路和弧压反馈电路，可以代替手工实现焊条回抽引弧和正常焊接，这两个电路控制的灵活性，极大程度地模拟了手工电弧焊时操作人员对焊条的控制，为特殊环境下焊条电弧焊的工艺研究提供了便利。5.位置调节支架可以调节焊条与工件的夹角，用于实现自动平焊时焊条的前倾和后倾，可以满足不同工艺研究的需求。附图说明图1是本专利技术的焊条自动平焊装置的结构示意图，其中I为机架，2为焊条夹具，3为位置调节支架，4为焊条垂直运动机构，5为工件安放平台，6为水平二维运动平台X方向，7为水平二维运动平台Y方向，8为工件，9为焊条。图2是利用本专利技术的焊条自动平焊装置进行焊条自动平焊工作流程图。图3是本专利技术的焊条自动平焊装置的控制系统中的焊条短路回抽电路示意图。图4是本专利技术的焊条自动平焊装置的控制系统中的焊条送进速度电路切换的原理图。图5是本专利技术的焊条自动平焊装置的控制系统中的电压反馈电路原理框图。图6是利用本专利技术的技术方案进行焊接的平焊焊缝表面成形形貌。图7是利用本专利技术的技术方案进行焊接的焊接接头横截面宏观形貌。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术技术方案作详细的进一步说明。如附图1所示，焊条自动平焊装置主要由机架(I)、焊条夹具(2)、位置调节支架(3)、焊条垂直运动机构(4)、工件安放平台(5)、水平二维运动平台(6、7)组成。所述焊条垂直运动机构连接在所述机架的上方，所述位置调节支架连接在焊条垂直运动机构上，所述焊条夹具连接在位置调节支架的下端；所述工件安放平台固定在水平二维运动平台上，以实现在水平面的移动。所述的焊条 垂直运动机构和水平二维运动平台各轴均采用丝杠传动，以实现精确度高，灵敏度高，稳定性好的三维方向的位置移动。所述的焊条自动平焊装置上的位置调节支架(3 )既可以调节焊条与工件在垂直方向上的相对位置，还可以调节焊条(9)与工件(8)的夹角，用于实现自动平焊时焊条(9)的前倾和后倾。在焊条夹具(2)处将焊条(9)尾部的裸焊芯固定住，焊条(9)向下固定；为了试验人员操作方便，应用相对运动原理，过程采用焊条(9)固定、工件(8)运动的方式进行焊接，水平平台带动工件(8)相对焊条(9)进行运动，水平二维运动平台(6、7)实现工件在水平X、Y方向上的运动，焊条垂直运动机构(4)实现在垂直方向上送进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊条自动平焊装置的控制方法，其特征在于，利用的焊条自动平焊装置包括主要由机架、焊条夹具、位置调节支架、焊条垂直运动机构、工件安放平台、水平二维运动平台组成的机械运动机构和主要由PLC、焊条短路回抽电路和弧压反馈电路组成的控制系统：在所述机械运动机构中，所述焊条垂直运动机构连接在所述机架的上方，所述位置调节支架连接在焊条垂直运动机构上，所述焊条夹具连接在位置调节支架的下端；所述工件安放平台固定在水平二维运动平台上，以实现在水平面的移动；在所述控制系统中，所述PLC用于控制和协调水平二维运动平台和焊条垂直运动机构的运动；所述焊条短路回抽电路用于焊条引弧；所述弧压反馈电路用于焊接过程中调节焊条的送进速度；在进行自动平焊时，按照下述步骤进行：（1）步骤1，开始焊接前，在焊条夹具处人工装配焊条，利用位置调节支架和焊条垂直运动机构调节焊条与工件的垂直距离和角度，利用水平二维运动平台调节焊条前端与焊缝的相对位置；（2）步骤2，焊接位置调整好后，打开焊接电源，在PLC控制柜上设置工件运动方向和焊接速度；（3）步骤3，按下焊接开始按钮，焊条缓慢向下送进，焊条与工件接触短路后，焊条短路回抽电路给PLC一个输入信号，启动水平二维运动平台运动，在实现短路引弧的同时，使得工件相对于焊条运动，焊条沿焊缝方向进行平焊；（4）步骤4，在平焊过程中，采用弧压反馈电路控制焊条送进速度，在确定的参考电压下，当测量的电弧值大于参考电压，反应出焊条前端至工件的距离变长，此时控制系统加快电机转速，从而加快送进焊条的速度，使焊条前端至工件的距离变短，恢复到预期的参考值，反之亦然。...

【技术特征摘要】
1.一种焊条自动平焊装置的控制方法，其特征在于，利用的焊条自动平焊装置包括主要由机架、焊条夹具、位置调节支架、焊条垂直运动机构、工件安放平台、水平二维运动平台组成的机械运动机构和主要由PLC、焊条短路回抽电路和弧压反馈电路组成的控制系统: 在所述机械运动机构中，所述焊条垂直运动机构连接在所述机架的上方，所述位置调节支架连接在焊条垂直运动机构上，所述焊条夹具连接在位置调节支架的下端；所述工件安放平台固定在水平二维运动平台上，以实现在水平面的移动； 在所述控制系统中，所述PLC用于控制和协调水平二维运动平台和焊条垂直运动机构的运动；所述焊条短路回抽电路用于焊条引弧；所述弧压反馈电路用于焊接过程中调节焊条的送进速度； 在进行自动平焊时，按照下述步骤进行: (1)步骤I，开始焊接前，在焊条夹具处人工装配焊条，利用位置调节支架和焊条垂直运动机构调节焊条与工件的垂直距离和角度，利用水平二维运动平台调节焊条前端与焊缝的相对位置； (2)步骤2，焊接位置调整好后，打开焊接电源，在PLC控制柜上设置工件运动方向和焊接速度； (3)步骤3，按下焊接开始按钮，焊条缓慢向下送进，焊条与工件接触短路后，焊条短路回抽电路给PLC —个输入信号，启动水平二维运动平台运动，在实现短路引弧的同时，使得工件相对于焊条运动，焊条沿焊缝方向进行平焊； (4)步骤4，在平焊过程中，采用弧压反馈电路控制焊条送进速度，在确定的参考电压下，当测量的电弧值大于参考电...

【专利技术属性】
技术研发人员：任成龙，申俊琦，程方杰，胡绳荪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：