PLC和變頻調(diào)速技術(shù)在自動成套焊接中心的應(yīng)用

　　焊接技術(shù)的發(fā)展水平是衡量一個國家機(jī)械制造和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。世界現(xiàn)代焊接技術(shù)以高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)及其工藝過程數(shù)字化、自動化、智能化控制為特征，在國內(nèi)，無論是從目前焊接設(shè)備和材料產(chǎn)量構(gòu)成比的發(fā)展趨勢，還是從焊接設(shè)備和材料的制造技術(shù)和發(fā)展方向上看，我國現(xiàn)化焊接技術(shù)都已有很大發(fā)展,部分產(chǎn)品技術(shù)已達(dá)到或接近國外先進(jìn)水平，特別是成套焊接設(shè)備以及規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)。

　　近幾年來，隨著工業(yè)過程自動化程度的提高，人們對環(huán)保節(jié)能意識的增強(qiáng)，特別是隨著中國加入WTO以后，焊接行業(yè)的競爭更加日趨激烈，并對產(chǎn)品的質(zhì)量提出更高的要求。促使我國成套、專用焊接設(shè)備整體制造能力與水平得以較大提高，為了全面提高產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，引進(jìn)某公司生產(chǎn)的成套焊接設(shè)備，不但提高了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，提高了工作效率，而且還節(jié)約大量的能源，保護(hù)工人的身體健康。該設(shè)備可廣泛應(yīng)于鍋爐，壓力容器，石油化工，機(jī)械等制造行業(yè)中。該中心結(jié)構(gòu)先進(jìn)，功能齊全，控制靈活，操作方便。既可實(shí)現(xiàn)全自動焊接，又可實(shí)現(xiàn)全自動保護(hù)。對提高焊接質(zhì)量有可靠的保證，是提高焊接質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)焊接自動化的理想設(shè)備。

　　2、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和主要技術(shù)參數(shù)

　　2.1　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

　　ZGBM型自動焊接中心是由YM-350KR2型自動MAG焊機(jī)，立柱式操作機(jī)，焊接滾輪架和電氣控制裝置組合而成的，如圖1所示。

　　圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

　　2.2　系統(tǒng)的主要參數(shù)

　　2.2.1　YM-350KR2型MAG焊機(jī)

　　YM-350型MAG自動焊機(jī)由電源YD350KR2、送絲裝置YW-35KB和焊槍構(gòu)件YT-35組成，具有優(yōu)良的工作性能。它的焊接電源具有收弧電壓電流參數(shù)的設(shè)定，能夠適應(yīng)不同的焊接規(guī)范、焊接位置和焊絲種類的需求;焊機(jī)機(jī)頭由送絲機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電部分、焊機(jī)頭、焊絲盤等組成。該機(jī)構(gòu)具有維護(hù)簡單、工作可靠、無躁聲、效率高、壽命長等特點(diǎn)。并配合焊架、滾輪架，選取最佳焊接規(guī)范，獲得最佳焊接質(zhì)量。控制裝置由電控箱和遙控盒兩部分組成。電控箱內(nèi)有兩個控制板，一個是接觸器控制板，該板由熔斷器、控制變壓器、接觸器、PLC系統(tǒng)及接線端子等組成。該部分主要控制各電機(jī)通斷，實(shí)現(xiàn)各部分動作;另一塊板，主要由變頻器及其控制元件組成。主要是對大臂電機(jī)、滾輪電機(jī)進(jìn)行控制和保護(hù)。以上各部分既相互聯(lián)系，可實(shí)現(xiàn)自動焊接，又可相互獨(dú)立進(jìn)行單獨(dú)操作。其主要參數(shù)有:

　　額定焊接電流 350A

　　電源電壓 ～380V，50Hz

　　空載電壓 52V

　　焊接電流調(diào)節(jié)范圍 60～350A

　　焊絲直徑 Φ1.0，1.2 mm ；額定負(fù)載持續(xù)率 50％

　　額定功率 18.1kVA

　　2.2.2　立柱式焊接操作機(jī)

　　立柱式焊接操作機(jī)由升降機(jī)構(gòu)，橫臂伸縮機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)及十字微調(diào)機(jī)構(gòu)等部分組成。為了確保安全和焊接質(zhì)量，當(dāng)橫臂伸縮時，就是在進(jìn)行行走焊縫焊接時，升降，回轉(zhuǎn)，行走均被鎖定。此外，升降，行走與回轉(zhuǎn)之間也是互相鎖定的。大臂升降機(jī)構(gòu)用交流電機(jī)驅(qū)動，交流電機(jī)由變頻器供電，能在較寬的范圍內(nèi)實(shí)行無級調(diào)速，以滿足焊機(jī)獲得最佳焊接范圍的需要。

　　十字微調(diào)機(jī)構(gòu)用來在焊接過程中，隨時調(diào)節(jié)焊機(jī)頭與焊縫間的相對位置。其ZGBM自動焊接中心的主要參數(shù)如表1所示。

　　表1　ZGBM自動焊接中心的主要參數(shù)

　　2.2.3　焊接滾輪架

　　焊接滾輪架分為可調(diào)式和自調(diào)式兩種，每套焊接滾輪架，主動、被動機(jī)座各一只。主動輪運(yùn)轉(zhuǎn)的兩個蝸輪減速器為同步運(yùn)轉(zhuǎn)。減速器由通過調(diào)速電機(jī)和減速裝置實(shí)現(xiàn)電機(jī)無調(diào)速。每只滾輪外包橡膠層，摩擦系數(shù)大，以確保工件不打滑，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。其主要參數(shù)如表2所示。

　　表2　焊接滾輪架主要參數(shù)

　　3、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　電控箱面板上有大臂速度指示、滾輪速度指示、電源指示、電源開關(guān)按鈕、臺車進(jìn)退按鈕、立柱回轉(zhuǎn)按鈕、橫臂升降按鈕及控制大臂的報(bào)警和報(bào)警消除等。遙控盒面板上有電源指示燈、橫臂升降開關(guān)、滾輪正反轉(zhuǎn)開關(guān)、橫臂伸縮開關(guān)、十字調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)微調(diào)、焊啟、焊停按鈕等。

　　通過電控箱和遙控盒，可以對該中心的各個機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)試和操作。既可以近控，又可以遠(yuǎn)控，操作靈活，使用方便。該焊接中心在保證自動焊接的同時，還設(shè)計(jì)了自動保護(hù)系統(tǒng)。正在焊接時，若焊機(jī)部分出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)停止工作。若焊架，滾輪架或控制電源出現(xiàn)故障，焊機(jī)立即自動停止焊接。能有效地實(shí)現(xiàn)自動保護(hù)。停止后，保護(hù)部分又自動復(fù)位，為下一次焊接作好準(zhǔn)備，這樣可有效的避免起焊和收焊時產(chǎn)生的弧坑，確保焊縫在連接處的平滑過渡。