[发明专利]用于窄间隙脉冲电弧焊接的PLC控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于窄间隙脉冲电弧焊接的PLC控制系统，其特征是：包括PLC(1)、触摸屏(2)、驱动器组(3)、通讯模块(4)、焊接电源(5)、窄间隙焊炬(6)、焊接保护气体(9)、焊丝(10)、摄像机(12)、脉冲电流检测器(13)、D/A模块(14)、图像采集卡(15)、计算机(16)、工件(17)以及装有焊炬横向调节电机(19)、焊炬高度调节电机(20)和工件拖动电机(18)的焊接操作机(26)，所述工件(17)设有坡口，所述坡口包括坡口左侧壁(17a)和坡口右侧壁(17b)和底面，焊接时，所述导电杆(7)和所述导电嘴(8)带着所述焊丝(10)伸入所述工件(17)的坡口内，所述焊丝(10)与所述工件(17)之间产生电弧(11)；

所述PLC(1)用于存储和控制，所述触摸屏(2)用于设定并同步显示电弧能量参数和电弧运动参数，所述驱动器组(3)用于驱动所述焊炬横向调节电机(19)、所述焊炬高度调节电机(20)和所述工件拖动电机(18)以及所述电弧驱动电机(6a)，所述通讯模块(4)用于所述PLC(1)与所述焊接电源(5)之间通讯，并实时采集的脉冲焊接电流i_a和电弧电压，所述窄间隙焊炬(6)固连在所述焊接操作机(26)上，并由所述焊炬横向调节电机(19)和所述焊炬高度调节电机(20)共同驱动，所述窄间隙焊炬(6)包含电弧驱动电机(6a)、电弧速度检测器(6b)、焊接馈电块(6c)、导电杆(7)和导电嘴(8)，其中所述电弧速度检测器(6b)和所述焊接馈电块(6c)都套装在所述电弧驱动电机(6a)轴上，所述电弧速度检测器(6b)用于检测焊接时电弧(11)的运动速度并输出的电弧速度脉冲信号(21)，所述导电杆(7)的上端与所述焊接馈电块(6c)导电固连，所述导电杆(7)的下端与所述导电嘴(8)导电固连，所述焊丝(10)从所述窄间隙焊炬(6)上端穿入，并从所述导电嘴(8)下端斜向伸出，所述电弧驱动电机(6a)用于驱动所述焊丝(10)旋转；所述PLC(1)分别与触摸屏(2)、通讯模块(4)和计算机(16)通讯连接，所述PLC(1)的高速脉冲输入接口与所述电弧速度检测器(6b)电连接，所述PLC(1)的输出接口分别与所述驱动器组(3)、所述脉冲电流检测器(13)和所述D/A模块(14)电连接；所述通讯模块(4)与所述焊接电源(5)通讯连接，所述通讯模块(4)与所述脉冲电流检测器(13)电连接；所述驱动器组(3)分别与所述焊接操作机(26)上的所述焊炬横向调节电机(19)、所述焊炬高度调节电机(20)和所述工件拖动电机(18)以及所述窄间隙焊炬(6)上的所述电弧驱动电机(6a)电连接；所述焊接电源(5)的两个输出端分别与所述焊接馈电块(6c)和所述工件(17)电连接，所述焊接电源(5)通过所述焊接馈电块(6c)为电弧(11)提供电能；

所述摄像机(12)的外触发接口与所述脉冲电流检测器(13)电连接，根据所述PLC(1)输出的电弧位置信号P_a、电弧模式信号A_m以及从所述D/A模块(14)输出的参考电流i_r1和i_r2，所述脉冲电流检测器(13)检测脉冲焊接电流i_a，并在脉冲焊接电流i_a下降沿且靠近基值处输出摄像机外部触发信号(22)控制所述摄像机(12)，所述摄像机(12)还通过数据线与所述图像采集卡(15)相连，所述图像采集卡(15)同时又与所述计算机(16)相接，所述摄像机(12)采集坡口中的所述导电杆(7)和所述焊丝(10)处的图像，经所述图像采集卡(15)传送给所述计算机(16)进行图像处理，然后传送给所述PLC(1)。