[发明专利]摇动/旋转电弧焊接系统的PLC伺服控制装置及方法

说明书

一种摇动/旋转电弧焊接系统的PLC伺服控制装置及方法，其装置包括触摸式摇动/旋转电弧焊接参数设置及显示器、可编程逻辑控制器、焊接时序控制电路、伺服电机驱动器、串行编程接口；可编程逻辑控制器与焊接时序控制电路和可编程的触摸式焊接参数设置及显示器相连接，并通过电平转换电路与可编程的伺服电机驱动器相连接；伺服电机驱动器与电弧摇动/旋转机构中的伺服电机相连接。通过触摸屏操作方式，选定电弧运动模式(摇动或旋转)，设定摇动/旋转电弧焊接参数，根据伺服电机转动位置信息自动定位电弧摇动中点、检测显示电弧摇动/旋转频率，实现摇动或旋转电弧焊接的精确数字化控制，控制精度高、可编程性好、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明涉及电弧焊接技术领域，涉及一种摇动/旋转电弧焊接系统的PLC伺服控制装置及方法。

背景技术

熔化极气体保护焊(GMAW)，是一种以气体或气/渣为保护介质的高效电弧焊接方法。应用时，往往需要通过电弧的摆动、摇动或旋转来改善焊缝成形。特别是，在窄间隙焊接时，需要通过电弧的摇动或旋转运动来调节焊接电弧热输入，以解决窄间隙坡口两侧壁熔合不良的问题。目前，在摇动/旋转电弧GMAW焊接系统中，还存在控制装置集成度不高，电弧摇动/旋转参数设置不方便，电弧摇动中点定位精度不高，电弧摇动中点定位以及电弧摇动/旋转频率检测操作复杂等不足。

中国专利申请号为CN201110086289.X、名称为“摇动电弧窄间隙焊接系统的控制方法及装置”，公开了一种基于双单片机的摇动电弧窄间隙焊接系统的控制方法及装置，其焊接系统由摇动电弧焊炬和控制器构成，其控制器具有互连的两单片机，第一单片机通过旋转编码器和硬件按钮来分时设定摇动工艺参数、并发送到第二单片机；光电开关将检测的电弧摇动轨迹中点电信号送入第二单片机，实现电弧摇动中点的焊前自动定位；光电开关将检测的电弧摇动频率电信号送入第二单片机，实现电弧摇动频率的自动检测；第二单片机输出控制信号，通过驱动器转动空心轴电机，带动焊丝/电弧围绕焊炬中心轴线作往复式圆弧形摇动或单向圆周形摇动，实现摇动电弧窄间隙焊接。其缺点是：①控制装置结构分散，需要两块单片机参与控制，控制电路比较复杂；②通过光电开关等附加装置来实现电弧摇动中点定位和摇动频率检测，其定位和检测精度不高；③通过旋转编码器和硬件按钮相互配合来设置焊接参数，操作不方便；④采用汇编语言来编写控制程序，程序编写比较复杂，可编程性不够好，且不易于控制功能扩展和后期维护；⑤适用范围窄，仅可用于摇动电弧焊接。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术存在的问题和不足，提供一种控制精度高、可编程性好、多功能、操作方便、实用性强的摇动/旋转电弧焊接系统的PLC伺服控制装置及方法。

本发明以可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心，通过触摸屏来设置摇动/旋转电弧焊接参数、进行焊接过程操作，通过伺服电机内置旋转编码器提供的电机转动角位置信息、实现电弧摇动中点自动定位和电弧摇动/旋转频率实时检测，通过可编程逻辑控制器(PLC)控制伺服电机转动、带动从焊炬导电杆机构中斜向伸出焊丝端部电弧作圆弧形摇动或单向旋转运动，实现对摇动/旋转电弧焊接的精确数字化控制。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。