專利名稱:基于plc控制器的多功能等離子弧焊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種等離子弧焊機,特別涉及一種基于PLC (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)控制器的多功能等離子弧焊機。
背景技術(shù):
等離子弧焊接方法是利用特殊結(jié)構(gòu)的焊炬將電弧壓縮成圓柱形,使它具有電弧能 量集中、電弧溫度和穿透力強等特點。在不開坡口,不需加填充絲和不需要在焊縫背面加襯 墊的條件下,一次可焊接8毫米以下厚度的板材,并能雙面成型。而鎢極氬弧焊接方法的 形成比等離子弧焊接方法要簡單和方便,電弧為自由電弧,成錐形,電弧的能量不太集中, 溫度也較低,它一次只能焊透3毫米以下厚度的薄板,但它的焊炬結(jié)構(gòu)較簡單,操作也較方 便。另外,還可用手工鎢極氬弧焊接方法作手工操作焊接。但是,這三種焊接方法所用焊接設(shè)備,以往都是以單獨的形式出現(xiàn),如果要焊接不 同厚度的板材,則需要訂購不同類型的焊機;如果遇到形狀不規(guī)則的焊縫,自動焊無法操 作,還需另選手工焊機來完成,這在焊接場合是常有的事。有的廠家偶有相互轉(zhuǎn)用的設(shè)備, 但控制使用了傳統(tǒng)的模擬電路,電路復(fù)雜,質(zhì)量問題較多。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于PLC控制器的多功能等離子弧 焊機,其方便設(shè)備的檢修與維護(hù),在很大程度上提高了設(shè)備的性能,提高了設(shè)備運行的可靠 性。為解決所述技術(shù)問題,本實用新型提供了一種基于PLC控制器的多功能等離子弧 焊機,其包括焊接電源、控制柜、操作箱、焊槍、電磁氣閥、水流檢測器、水源、氣源,水源通過 水流檢測器與控制柜連接,氣源通過電磁氣閥與控制柜連接,控制柜還與焊接電源、操作 箱、焊槍連接。優(yōu)選地,所述操作箱包括相互連接的操作面板和電機驅(qū)動板。優(yōu)選地,所述控制柜包括電流控制板、PLC控制器,電流控制板和PLC控制器連接。本實用新型的積極進(jìn)步效果在于本實用新型將三種焊接方法置于一臺設(shè)備中, 且使用PLC控制器進(jìn)行控制,不同的焊接方法僅改換一把焊炬即可完成,從而實現(xiàn)一機多 用的目的。
圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例,并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。現(xiàn)有技術(shù)中的焊機都是以單一功能出現(xiàn)的,不能相互通用,這就限制了設(shè)備的使用范圍。但這三種焊接方法(即等離子弧焊接方法、自動鎢極氬弧焊接方法和手工鎢極氬 弧焊接方法)有其共同的特點首先,這三種焊接方法所用的焊接電源都要求是具有陡降 外特性曲線的整流式電源——逆變式或晶閘管式都可以;其次,都需要氬氣作保護(hù)氣,因而 都需要有提前送氣和滯后關(guān)氣的功能,并需有氣體流量可調(diào)節(jié)及顯示功能;再其次是焊炬 都需有循環(huán)水冷卻裝置;還有它們必需有非接觸式的引弧裝置。它們?nèi)咧g也有一些差 別,例如等離子弧焊接方法需要先引弧,再進(jìn)行轉(zhuǎn)弧方能建立正常的等離子弧,而氬弧焊接 方法直接引燃電弧,而手工氬弧焊接方法更省略了焊槍行走機構(gòu)和填充絲裝置,操作更為 簡單。這些動作程序上的差別通過控制系統(tǒng)中的可編程序控制器的可編程序,很方便的解 決了,而且控制系統(tǒng)也因此大為簡化,更提高了系統(tǒng)運行的可靠性。而焊炬結(jié)構(gòu)的不一樣, 則通過不同的接口來進(jìn)行連接。這樣,三種焊接方法就很方便的集于一臺設(shè)備中。對于焊 接使用單位來說,焊接不同厚度的材料是常有的事,而本實用新型的焊接設(shè)備就為此提供 了方便并擴(kuò)大了設(shè)備的適用范圍。如圖1所示,本實用新型基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機采用分立式結(jié)構(gòu) 且包括焊接電源、控制柜、操作箱、焊槍、電磁氣閥、水流檢測器、水源、氣源,水源通過水流 檢測器與控制柜連接,氣源通過電磁氣閥與控制柜連接,控制柜還與焊接電源、操作箱、焊 槍連接。焊機電源包括相互連接的三相可控硅整流橋和變壓器,焊機電源可以提供20至 315安培連續(xù)可調(diào)的電流??刂乒癜娏骺刂瓢濉LC控制器,電流控制板和PLC控制器 連接。操作箱包括相互連接的操作面板和電機驅(qū)動板。其中,接入控制柜的焊接電源的正端經(jīng)外附分流器接入電流表用以檢測焊機的焊 接電流,然后接入主接觸器,主接觸器的一端用以連接氬弧焊接的工件端,另一端用以連接 等離子焊接的工件端。主接觸器的控制由電流控制板和PLC控制器聯(lián)合控制。接入控制 柜的電源的負(fù)端經(jīng)高頻引弧線圈接入焊槍的鎢極棒,與接上電源正端的工件形成主焊接回 路。電流控制板負(fù)責(zé)控制氣體的衰減和電流的衰減。在氣源方面,等離子弧焊接時采用兩 個獨立的氣瓶供氣,一瓶用作基本離子氣,一瓶用作保護(hù)氣,在氣瓶的出口處分別安裝有氣 體減壓閥,用以保證焊接時氣流的穩(wěn)定,不至影響焊縫的成形。PLC控制器作為本實用新型的控制核心,具備如下的功能一、負(fù)責(zé)焊接電源的啟 動;二、控制主接觸器及高頻引弧器的開關(guān);三、負(fù)責(zé)多路氣體的時序控制;四、控制小車及 送絲機的啟停;五、為電流控制板提供電流衰減信號;六、人機通信接口 接受外部的信號 輸入,并輸出顯示。PLC控制器的具體控制過程如下首先,開啟焊接電源后,接通冷卻水箱,水流開關(guān)檢測到水流信號后發(fā)送給PLC控 制器,PLC控制器開始正常工作。此時按下“引弧”按鈕,基本離子氣閥及離子氣閥預(yù)先接通,經(jīng)延時后焊接電源即 輸出約70V空載電壓,同時PLC控制器啟動高頻引弧器,在鎢極棒和焊槍噴嘴間產(chǎn)生高頻火 花,引燃小弧,小弧建立后,高頻自行切斷;接下來按下“焊接”按鈕,PLC控制器輸出信號,使保護(hù)氣預(yù)先接通,經(jīng)過規(guī)定的延 時后,PLC控制器啟動主接觸器,主焊接回路接通,流經(jīng)鎢極棒的離子氣在主電壓的作用下 發(fā)生電離,在鎢極棒和工件之間形成主電弧,此時主電弧一旦建立,PLC控制器延時0. 6S后 切斷小弧回路,電弧預(yù)熱工件,小車根據(jù)“時間繼電器”預(yù)設(shè)的時間延時行走,開始焊接。如果需要填充絲,將“送絲選擇開關(guān)”置于焊接位置即可自動送絲,快慢可自行調(diào)節(jié)。當(dāng)焊接結(jié)束時按下“停止”按鈕后,PLC控制器立即給電流控制板及離子氣閥發(fā)出 關(guān)斷信號。離子氣因經(jīng)過儲氣罐,在切斷供氣閥后,氣流開始衰減;同時電流控制板接收到 PLC控制器的關(guān)斷信號后,輸出信號開始預(yù)定速度衰減。主焊接電弧在氣流和電流同時衰減 的情況下,電弧開始慢慢減小。電流衰減的速度可預(yù)先設(shè)置,待電流衰減到最小值時,電弧 熄滅,基本離子氣和保護(hù)氣將延時關(guān)閉,用以保護(hù)鎢極及最后一道焊縫表面不被氧化。焊接的過程中若因故需中途停機,可按下“急停按鈕”,PLC控制器即刻關(guān)斷焊接電 源,焊接電流立即被切斷,但保護(hù)氣和離子氣體仍維持一段時間,延時后關(guān)閉,以保證設(shè)備 和工件的安全。氬弧焊具有同樣的操作功能,只是去除了小弧控制過程,在高頻引弧后即可進(jìn)入 正常的主電弧焊接過程。當(dāng)要使用手工焊操作時也是同樣的原理。通過控制柜上功能開關(guān) 切換后,PLC控制器就會按設(shè)定的程序進(jìn)行工作。以前的控制技術(shù)均要靠傳統(tǒng)的晶體管電路來驅(qū)動電磁繼電器,由于控制過程多, 使得電路復(fù)雜繁瑣,容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,并且在延時時間的處理上不夠精確。本實用新型的最突出優(yōu)點在于采用PLC控制器,它是該設(shè)備的控制中樞,PLC控制 器主要負(fù)責(zé)等離子氣體及保護(hù)氣體的通斷控制,焊接電源的啟停控制以及焊接小車、送絲 機的啟??刂频瘸绦虻目刂啤Q訒r時間控制精確,簡化了外圍設(shè)備,優(yōu)化了控制邏輯,方便 設(shè)備的檢修與維護(hù),在很大程度上提高了設(shè)備的性能,提高了設(shè)備運行的可靠性。同時提供 一機多用的功能,降低了生產(chǎn)成本。另外,該設(shè)備結(jié)構(gòu)靈活,可根據(jù)生產(chǎn)需要配置更強功能 的附件。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解, 這些僅是舉例說明,在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下,可以對這些實施方式做 出多種變更或修改。因此,本實用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求一種基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機,其特征在于,其包括焊接電源、控制柜、操作箱、焊槍、電磁氣閥、水流檢測器、水源、氣源,水源通過水流檢測器與控制柜連接,氣源通過電磁氣閥與控制柜連接,控制柜還與焊接電源、操作箱、焊槍連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機,其特征在于,所述操作 箱包括相互連接的操作面板和電機驅(qū)動板。
3.如權(quán)利要求1所述的基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機,其特征在于,所述控制 柜包括電流控制板、PLC控制器,電流控制板和PLC控制器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機,其包括焊接電源、控制柜、操作箱、焊槍、電磁氣閥、水流檢測器、水源、氣源,水源通過水流檢測器與控制柜連接,氣源通過電磁氣閥與控制柜連接,控制柜還與焊接電源、操作箱、焊槍連接。本實用新型方便設(shè)備的檢修與維護(hù),在很大程度上提高了設(shè)備的性能,提高了設(shè)備運行的可靠性。
文檔編號B23K10/02GK201669505SQ20102019438
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者余學(xué)成, 李東陽, 顏寅三 申請人:上海東升焊接集團(tuán)有限公司;上海東升焊接集團(tuán)信息技術(shù)有限公司