1000A悬臂式埋弧自动焊机PLC控制系统.pdf

大连理工大学
硕士学位论文
1000A悬臂式埋弧自动焊机PLC控制系统
姓名:陈晓伟
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:刘华毅;白勇耀
20050220
摘要了埋弧焊接的原理方法,常规埋弧焊机的一般构造、机械部件及诸如驱动电机,送丝的控制水平;焊缝成型美观,饧煅楸砻髂谕饧际踔副昃锏交虺低常敬焊接是机械制造中一种十分重要的加工工艺。据工业发达国家统计,每年用于制造焊接结构的钢材占钢总产量的%左右。埋弧自动焊是焊接方式的一种,一般用于焊接内径较大的大型导管、容器、油罐、锅炉内外纵缝、及各种坡口比较深的对接焊缝,是一种在机械制造业中广泛使用的高效率焊接方法。‘”本文通过对埋弧自动焊接系统各组成部分的仔细研究,根据客户提出的技术要求,使用西门子系统,设计了一套基于可编程序控制器的焊机自动控制系统,成功的对一台悬臂式单头埋弧自动焊机的电气自动控制部分进行了改造,最终通过调试使改造后的系统达到了用户提出的技术要求。本文首先研究了焊接基本原理,包括焊接的热效应、电效应、电弧的电特性及焊接电源控制方法和特性。其次,研究机构等的电气参数。作为一个优秀控制系统,控制算法是其中的灵魂。在详细研究了大量的埋弧自动焊接机的电气控制系统后,放弃了目前国内大量使用的由分立元件或集成电路构成控制核,的做法,发挥谌砑喑塘榛畹挠攀疲肞的通用指令实现了焊接电流闭环控制算法。.小型ǔ1冉仙贸び糜诘缙低车穆呒刂疲虮冉下俚哪D饬勘栈房制,例如温度、液位、压力等变量。用于像焊接电流这样快速变化,调节动作频繁的场合尚没有看到过先例,本文对此做了有益的尝试,实践表明,效果理想,在焊接设备控制工程领域很有参考意义。参考募际跏植岷痛罅縋系统应用实例,并结合对焊接知识的研究,设计了电机驱动电路、传感器及其信号变换电路、焊接电源接口电路、低臣叭嘶面、系统程序及刂扑惴ǖ鹊ピ#⒆钪展钩梢惶资涤玫目刂葡低场通过现场调试及客户使用表明,改造后的焊机电气控制系统结构先进、维护简单、可靠性提高、操作直观方便;全范围内焊接电压、电流的波动很小,超过改造前改造是成功的。关键词:电弧焊接;埋弧焊接;刂疲籔;电机驱动;信号采集
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『附蛹际跸肿《埋弧自动焊机刂葡低掣脑臁肥悄呈笠堤岢龅囊桓黾际醺脑煜钅俊原来该企业使用的是一套年代汕头焊接设备厂生产的凼降ネ仿窕∪自动焊机,经过近年的使用,其电气控制系统老化严重,故障率非常高,焊接效果很差,效率低下,近乎停用,严重影响了该企业的生产进度。考虑到整套焊机的机械部件老化并不严重,并有备件供应,价格较贵,报废很可惜,因此企业提出用比较新的现代自动控制技术和装备对其电控部分进行彻底改造,重新投用,节约资金,但同时提出,改造后的技术指标不能降低。埋弧焊接技术在年左右发明的,经过半个多世纪的不断发展,已经成为一种成熟、高效、优质的焊接方法。它和手工焊相同的地方是它还是采用渣保护,但是这个渣不是焊条的药皮,是专门熔炼出来的焊药。这个焊药系统由一个漏斗装的焊药通过一个管道输送到要焊接的前面。第二个不同是不采用焊条,采用焊丝,因为焊丝可以连续送给;焊条,我们烧完一根焊条总得有一个焊条头就给扔了,而且操作得停下来,换焊条然后再焊。改成焊丝以后,用送焊丝的装置和焊丝盘,连续地送给焊丝,这种焊接方法是连续送进的焊丝,在可熔化的颗粒状的焊剂覆盖下引燃电弧,使焊丝、母材和焊剂的一部分熔化和蒸发构成一个空腔,电弧是在空腔里面稳定燃烧,所以把它称之为埋弧自动焊。电弧是埋在空腔里边的,这种方法,第一个优点是完全实现了自动化;第二个优点,它是在埋弧底下进行焊接,所以它的热交换和保护性能比较强,焊接出来的质量比较高:第三个优点,由于埋弧自动焊中电弧埋在焊药底下,所以它可以采用大电流,焊接效率比较高。现在理弧焊已经发展成为,有双丝埋弧焊,。国内由于设备生产企业多,普遍比较小、散,投入的研发力量很少,只能生产低档设备,所以多数高档埋弧焊接设备是从美国、日本、德国、瑞典等发达国家引进;但在某些领域的技术研究上已经达到或接近。尽管我国每年生产的焊机达多万台套,但大部分是普通型的,对新型高性能的焊接设备的开发速度相对较慢。每年我国仍需从境外进口较多的先进焊接设备,进口总值和国内焊机的生产总值大致相当。这主要是我国的电焊机厂数量多,但规模较小,还没有形成大规模的企业集团。我国有家主要电焊机厂,而全国焊接设备厂多达近千家。除了一些较大的国内厂家具有一定的开发能力和几家合资或独资企业主要悬臀武埋弧自动焊机糁葡低
依靠外国母公司的技术以外,大部分焊接设备厂缺乏强劲的开发高性能新产品的实力。目前领导我国电焊机行业的,主要