一種深熔弧焊機集成控制系統的制作方法

文檔序號:18232485發布日期:2019-07-20 01:37
一種深熔弧焊機集成控制系統的制作方法

本發明涉及焊接技術領域,尤其涉及一種深熔弧焊機集成控制系統。



背景技術:

隨著科學技術的進步與新興工業的不斷發展,不銹鋼、鈦合金、鎳基合金、鈷合金和鋯等有色金屬材料得到大量應用,主要包括以下領域:石油化工行業、食品和制藥行業、水處理行業、發電廠、核電工業、造船、航空航天、大型基礎設施建設中管道的預制和板材的拼接。而焊接是管道、壓力容器、熱交換器、低溫儲罐、反應釜、塔器、柱形物等常壓及高壓管道容器制造過程中必不可少的一道工序(工件板材卷圓后的縱縫焊接和工件筒體對接后的環縫焊接)。以不銹鋼、雙相鋼材料的工件筒體應用為例,如圖1所示,之前在大部分制造環境條件下都是采用較為傳統的焊接方式:1.工件筒體正面首先用氬弧焊(GTAW)或是氣體保護焊(GMAW)封底。2.筒體背面用埋弧焊(SAW)焊接。3.筒體正面再采用碳弧氣刨清根,其中,碳弧氣刨是利用碳極和金屬之間產生的高溫電流,把金屬局部加熱到熔化狀態,同時利用壓縮空氣的高速氣流把這些熔化金屬吹掉,從而實現對金屬母材進行刨削的一種加工工藝方法。4.筒體正面最后采用埋弧焊(SAW)填充蓋面。這種焊接方式工序較為繁瑣、焊接效率低、焊接耗能高、焊接變形量大、焊縫成型得不到很好的控制;另外,焊縫碳弧氣刨清根過程中噪音大、金屬粉塵多、高溫下產生的金屬火花四處飛散極易造成周圍物件燒損或發生安全事故,局部工作環境惡劣。



技術實現要素:

本發明的目的在于通過一種深熔弧焊機集成控制系統,來解決以上背景技術部分提到的問題。

為達此目的,本發明采用以下技術方案:

一種深熔弧焊機集成控制系統,該系統包括焊接工裝、焊接控制系統、焊接送絲機構、氣體控制單元、焊接系統以及水電氣中繼線纜系統;所述焊接控制系統包括電氣控制柜、人機界面操作控制箱以及遙控盒;所述焊接系統包括高效深熔弧焊機、焊機控制器、制冷型溫控水箱、高效深熔弧焊機專用焊槍、機械式弧長控制裝置、焊接監控裝置;所述水電氣中繼線纜系統包括分序排列的冷卻循環水管、焊槍氣管、焊槍拖罩氣管、電器控制線纜、信號屏蔽線纜、焊接電纜。

特別地,所述焊接工裝包括但不限于底座、回轉支承、焊接電源支撐架、立柱、橫梁、滑板、橫梁升降機構、精密型電動十字微調機構、橫向擺動機構、橫梁左右行走線纜保護拖鏈、橫梁上下行走線纜保護拖鏈。

特別地,所述焊接送絲機構包括但不限于步進送絲機、焊絲盤支架、焊絲輸送管以及焊絲微調機構。

特別地,所述氣體控制單元包括但不限于氣體控制電磁閥和焊槍拖罩。

特別地,所述焊接工裝中回轉支承帶手動鎖緊裝置,滑板設置有橫梁驅動機構和導向輪。

特別地,所述焊接送絲機構中焊絲輸送管包括焊絲咀。

本發明提出的深熔弧焊機集成控制系統能實現制造業中可焊工件焊接過程自動化、智能化,提高了生產水平,改善了焊接衛生安全條件,降低了生產制造成本,實現了焊接效率與質量的統一。

附圖說明

圖1A為工件筒體形狀及焊縫示意圖;

圖1B和1C為圖1A中I和Ⅱ部位5:1放大示意圖;

圖2為本發明實施例提供的深熔弧焊機集成控制系統應用示意圖;

圖3A、3B、3C及3D為本發明實施例提供的工件坡口形式示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明??梢岳斫獾氖?,此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明,而非對本發明的限定。另外還需要說明的是,為了便于描述,附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

本實施例中深熔弧焊機集成控制系統包括焊接工裝、焊接控制系統、焊接送絲機構、氣體控制單元、焊接系統以及水電氣中繼線纜系統。在本實施例中所述焊接工裝是焊接前、焊接中、焊接后整個過程的執行機構部件。所述焊接控制系統用于焊接前、焊接中、焊接后整個過程的集成控制。所述焊接送絲機構在焊接過程中提供合適的填充材料,使焊接焊縫結構的力學性能更好,焊縫成型更加美觀。所述氣體控制單元用于在焊接過程中提供氣體保護焊接熔池,使焊接成型的焊縫不被氧化,呈金黃色,焊縫可達到設計的使用年限。所述焊接系統用于在焊接過程中輸出穩定電流的電源、電源控制器、溫控水箱、專用焊槍、弧長控制裝置及監控裝置。

在本實施例中所述焊接控制系統包括硬件和軟件兩部分,硬件包含有電控柜、操作盒、便攜式遙控盒等組成,實現焊接工裝部件三維移動、焊槍擺動、焊接電源的聯動等控制。軟件包含HMI和PLC程序。焊接控制系統是一個可對多種焊接電源進行控制的系統控制器。該控制器是基于PLC可編程控制器的控制系統,與PLC配套的工業級觸摸屏,修改設定焊接參數,進行調整并焊接。

工業級觸摸屏用于顯示設置信息、焊接工藝參數數據、焊接工況、用戶操作指引信息以及焊接工裝的當前狀態信息。整個中心控制由PLC可編序控制器進行控制,PLC輸出全部采用中間繼電器,給定和反饋回路采用隔離抗干擾處理,控制穩定性明顯提高。該控制系統具有以下特點和功能如下:一、具備一鍵快速返程的功能;(縱縫焊接);2、具備手動/模擬/自動切換功能;3、機械裝置的焊接參數設置:設置行走速度(焊接速度);4、高效深熔焊焊槍右擺動控制,內置擺動程序,并具備儲存功能,不需另外配備擺動控制器;5、深熔焊槍弧長控制;6、深熔焊槍X軸滑塊具備自動返回零點功能;(縱縫焊接);7、深熔焊機集成控制(焊接電流值大、小調整,焊機焊接起動、停止等);8、焊接電流值/電壓值/速度值顯示;9、焊接起停、電流緩升、衰減控制,系統急停;10、焊接背面保護氣體輸出分段控制;(縱縫焊接);11、遙控盒可調整焊槍上、下、左、右動作,送絲上、下,送絲加、減速,焊接啟動、停止等;12、為確保設備使用安全,相關部件實現操作步驟程序互鎖。

具體的,如圖2所示,在本實施例中所述焊接工裝包括但不限于:底座1、回轉支承2、焊接電源支撐架3、立柱4、橫梁5、滑板6、橫梁升降機構7、精密型電動十字微調機構8、橫向擺動機構9、橫梁左右行走線纜保護拖鏈10、橫梁上下行走線纜保護拖鏈11等;所述焊接控制系統包括:電氣控制柜12、人機界面操作控制箱13、遙控盒14等。所述焊接送絲機構包括:步進送絲機15、焊絲盤支架16、焊絲輸送管17、焊絲微調機構18等。所述氣體控制單元包括:氣體控制電磁閥19、焊槍拖罩20等。在本實施例中所述焊接工裝中回轉支承2帶手動鎖緊裝置,滑板6設置有橫梁驅動機構和導向輪。在本實施例中焊絲輸送管17包括焊絲咀。

在本實施例中所述焊接系統包括:高效深熔弧焊機21、焊機控制器22、制冷型溫控水箱23、高效深熔弧焊機專用焊槍24、機械式弧長控制裝置25、焊接監控裝置26等;所述水電氣中繼線纜27等;所述水電氣中繼線纜系統包括分序排列的冷卻循環水管、焊槍氣管、焊槍拖罩氣管、電器控制線纜、信號屏蔽線纜、焊接電纜,確保水路、電路、氣路正常運行。在本實施例中冷卻循環水管與專用焊槍連接、焊槍氣管通過電磁閥與專用焊槍連接、焊槍拖罩氣管通過電磁閥與焊槍拖罩連接,電器控制線纜通過電氣控制柜與各個電機連接、信號屏蔽線纜通過電氣控制柜與高效深熔弧焊機連接、焊接電纜等用于高效深熔弧焊機與專用焊槍和待焊接工件連接。

具體的,在本實施例中底座1上方安裝回轉支承2,立柱4垂直安裝固定在回轉支承2上方,焊接電源支撐架3通過螺栓固定在立柱4兩側,高效深熔弧焊機21焊機控制器22制冷型溫控水箱23放置于焊接電源支撐架3上方,橫梁升降機構7安裝在立柱4上端即橫梁5水平上升與下降傳動機構;滑板6在立柱4側向導軌上滑行、橫梁5通過滑板6上的傳動機構左右移動,精密型電動十字微調機構8、橫向擺動機構9固定在橫梁5的右端,橫梁上下行走線纜保護拖鏈11立柱4的側面,橫梁左右行走線纜保護拖鏈10安裝在和橫梁5的側面,精密型電動十字微調機構8、橫向擺動機構9安裝在橫梁5的右端,即焊接工裝的主體部分,結構設計合理,運行平穩,安全可靠。

在本實施例中電氣控制柜12集成回轉支承2、焊接電源支撐架3、立柱4、橫梁5、滑板6、橫梁升降機構7、精密型電動十字微調機構8、橫向擺動機構9、步進送絲機15、氣體控制電磁閥19、焊機控制器22、焊接監控裝置26等電路,通過人機界面操作控制箱13、便攜式遙控盒14進行控制操作。

在本實施例中焊絲通過便攜式遙控盒14控制步進送絲機15帶動焊絲盤支架16輸送焊絲至焊絲輸送管17,絕緣可靠,送絲流暢。當需要調整焊接工位時,手動松開回轉支承2鎖緊裝置,通過人機界面操作控制箱13調整回轉支承2回轉到合適位置,手動鎖緊回轉支承2鎖緊裝置,再調整滑板6、橫梁升降機構7使立柱4、橫梁5移動到預定位置。

在本實施例中,焊接開始前通過人機界面操作控制箱13便攜式遙控盒14控制高效深熔弧焊機21焊機控制器22制冷型溫控水箱23,并調整精密型電動十字微調機構8、橫向擺動機構9使高效深熔弧焊機專用焊槍24機械式弧長控制裝置25移動到焊接位置,設置氣體控制電磁閥19的氣體輸出控制時間,焊接成功起弧后通過焊接監控裝置26觀察熔池局部實時狀態,焊接操作簡單、方便,降低勞動強度;

具體應用時,在本實施例中供電采用三相五線制,控制回路到各控制單元供電電源采用隔離變壓器。為確保設備可靠安全的工作,本設備控制電壓為24Vac安全電壓,在控制上具有過流,過壓,過熱、過載、短路及接地多種保護。設備的控制箱有電標識、通斷開關、急停按鈕。原件采用具有安全標準的國內外知名品牌產品,確保設備可靠的工作。

本實施例提出的深熔弧焊機集成控制系統:1.焊接過程操作簡單,操作工人經過2-3天的培訓可獨立操作;2.焊接速度快,比普通氬弧焊的焊接速度快5-10倍;3.在可焊接厚度的情況下,焊接工件不用開坡口,能實現單面焊雙面成型的單程全熔透焊縫,焊縫美觀,焊接變形量小,焊縫背面不必清根;4.焊接容錯率高,在一定厚度情況下,焊接工件的間隙及錯邊量可達到2毫米;5.可焊接的材料碳素合金鋼、不銹鋼、鈦合金、鎳基合金、鈷合金和鋯等材料,能保證超常的焊接速度與質量;6.可作為上述材料中厚板的焊接首選,碳素合金鋼的一次性焊透厚度為10毫米、不銹鋼及鎳合金等材料為12毫米、鈦合金鈷合金及鋯等材料為15毫米,當工件厚度超過一次性可焊透的部分需開“Y”型(見圖3A和圖3B)、“X”型(見圖3C)或“U”型(見圖3D)焊接坡口;其中,圖3A至圖3D中301處間隙0-1.3mm、錯邊0-1.3mm、鈍邊6-8mm,302指高效深弧焊焊槍鎢針,303指單邊30度坡口,304處間隙0-1.3mm、錯邊0-1.0mm、鈍邊5-7mm,305指高效深弧焊焊槍鎢針,306指單邊30度坡口,307處間隙0-1.3mm、錯邊0-1.0mm、鈍邊3-6mm,308指高效深弧焊焊槍鎢針,309指雙邊30度坡口,310處鎢針尖端與導電嘴的距離約10mm,建議坡口寬度大于20mm,311指高效深弧焊焊槍導電嘴,312指高效深弧焊焊槍鎢針,313處U型坡口,314處間隙0-1.0mm、錯邊0-1.0mm、鈍邊8mm。

本實施例的技術方案解決了制造業中現有的大部分焊接難題,推動焊接過程自動化、智能化,提高了生產水平,改善了焊接衛生安全條件,降低了生產制造成本,助力制造業實現焊接效率與質量的統一。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例中的全部或部分是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成,所述程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中,該程序在執行時,可包括如上述各方法的實施例的流程。其中,所述存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體或隨機存儲記憶體等。

注意,上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解,本發明不限于這里所述特定實施例,對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此,雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明,但是本發明不僅僅限于以上實施例,在不脫離本發明構思的情況下,還可以包括更多其他等效實施例,而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。

再多了解一些
當前第1頁1 2 3 
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
做爱视频