[发明专利]集成式弧长跟踪控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种集成式弧长跟踪控制系统，包括输入端与焊机正、负极引线连接的弧压采集变送电路板，所述弧压采集变送电路板的输出端依次连接电压隔离传感器、模拟量输入模块和PLC控制器，所述PLC控制器还连接有人机交互界面和步进电机，所述步进电机用于带动机头上的焊枪移动。以及公开了集成式弧长跟踪控制方法，包括实时采集的弧压与基准弧压进行比较；分析并根据分析结果控制步进电机带动机头上的焊枪移动。弧压采集变送电路板、电压隔离传感器、模拟量输入模块、人机交互界面、PLC控制器等全部集成在专机主控柜里，且相关参数全在人机交互界面上设置、修改，并可就近监控，操作、使用方便。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体的说，是一种集成式弧长跟踪控制系统及控制方法。

背景技术

在焊接行业中，典型的组合焊接工艺主要有两种形式：一种形式为氩弧焊打底，气保焊填充盖面；另一种形式为等离子弧焊打底，氩弧焊填丝盖面。由于组合焊所带来的焊缝外观成型好、焊接质量稳定、焊接效率高等显著优点，最近十年，组合焊接方式在制造业中应用越来越多，特别在压力容器、燃气管道焊接中已成为首选的焊接工艺方法。两种工艺形式都可以良好的实现单面焊接，双面成形。无论是等离子弧焊，还是钨极氩弧焊，在自动焊接过程中，由于工件表面高度变化的不确定性和焊接热变形的存在，焊接电弧弧长是变化的，焊接电弧弧长的变化影响到焊接的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式弧长跟踪控制系统及控制方法，用于解决现有技术中由于工件表面高度变化的不确定性和焊接热变形的存在，引起焊接电弧弧长的变化影响到焊接的质量的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种集成式弧长跟踪控制系统，包括输入端与焊机正、负极引线连接的弧压采集变送电路板，所述弧压采集变送电路板的输出端依次连接电压隔离传感器、模拟量输入模块和PLC控制器，所述PLC控制器还连接有人机交互界面和步进电机，所述步进电机用于带动机头上的焊枪移动。

电焊机工作时，焊枪和工件之间的距离产生弧压，等离子弧或者氩弧焊接时，电弧长度与电弧电压存在正比关系：电弧拉长，弧压升高；电弧压短，弧压降低；这样的变化在一定范围内呈线性关系。弧长跟踪系统通过把实时采集的有效弧压与基准弧压进行比较，得到升高或者降低焊枪的依据，同时控制步进电机，使焊枪焊接高度(焊枪和工件之间的距离)总是与初始高度保持一致，从而保证焊接稳定性和焊缝质量。

进一步地，所述弧压采集变送电路板包括依次连接的弧压采集模块、高频滤波模块和降压处理模块。

进一步地，所述降压处理模块用于将高频滤波后的弧压变换成0-10V区间的直流电压信号并输出。

进一步地，所述人机交互界面用于显示当前弧压反馈和用于输入弧长跟踪参数，并传递给PLC控制器。

进一步地，所述弧长跟踪参数包括弧压基准、跟踪速度、动态调节、死区范围、灵敏时间、弧压上限和弧压下限。

一种集成式弧长跟踪控制方法，包括：

步骤S100：实时采集的弧压与基准弧压进行比较；

步骤S200：分析并根据分析结果控制步进电机带动机头上的焊枪移动。

进一步地，所述步骤S100具体包括：

步骤S110：采集焊机正、负极的弧压，并进行高频滤波和降压处理后，变换成0-10V区间的直流电压信号输出；

步骤S120：将0-10V弧压模拟信号转换成数字量信号并输入PLC控制器；

步骤S130：PLC控制器计算出当前的弧压值，并与基准弧压进行比较。

进一步地，所述步骤S200具体包括：