專利名稱：基于plc控制器的多功能等離子弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種等離子弧焊機(jī)，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(jī)。
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(qiáng)等特點(diǎn)。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(jiǎn)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(jiǎn)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(dú)的形式出現(xiàn)，如果要焊接不 同厚度的板材，則需要訂購(gòu)不同類型的焊機(jī)；如果遇到形狀不規(guī)則的焊縫，自動(dòng)焊無(wú)法操 作，還需另選手工焊機(jī)來(lái)完成，這在焊接場(chǎng)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(wèn)題較多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于PLC控制器的多功能等離子弧 焊機(jī)，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(yùn)行的可靠 性。為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于PLC控制器的多功能等離子弧 焊機(jī)，其包括焊接電源、控制柜、操作箱、焊槍、電磁氣閥、水流檢測(cè)器、水源、氣源，水源通過(guò) 水流檢測(cè)器與控制柜連接，氣源通過(guò)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(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型將三種焊接方法置于一臺(tái)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(shí)現(xiàn)一機(jī)多 用的目的。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本實(shí)用新型?，F(xiàn)有技術(shù)中的焊機(jī)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(dòng)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(diǎn)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?dú)鍤庾鞅Ｗo(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(jī)構(gòu)和填充絲裝置，操作更為 簡(jiǎn)單。這些動(dòng)作程序上的差別通過(guò)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(jiǎn)化，更提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。而焊炬結(jié)構(gòu)的不一樣， 則通過(guò)不同的接口來(lái)進(jìn)行連接。這樣，三種焊接方法就很方便的集于一臺(tái)設(shè)備中。對(duì)于焊 接使用單位來(lái)說(shuō)，焊接不同厚度的材料是常有的事，而本實(shí)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(shí)用新型基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機(jī)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(cè)器、水源、氣源，水源通過(guò)水流 檢測(cè)器與控制柜連接，氣源通過(guò)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(jī)電源包括相互連接的三相可控硅整流橋和變壓器，焊機(jī)電源可以提供20至 315安培連續(xù)可調(diào)的電流。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。操作箱包括相互連接的操作面板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(cè)焊機(jī)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(shí)采用兩 個(gè)獨(dú)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(shí)氣流的穩(wěn)定，不至影響焊縫的成形。PLC控制器作為本實(shí)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(dòng)；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(shí)序控制；四、控制小車及 送絲機(jī)的啟停；五、為電流控制板提供電流衰減信號(hào)；六、人機(jī)通信接口 接受外部的信號(hào) 輸入，并輸出顯示。PLC控制器的具體控制過(guò)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(cè)到水流信號(hào)后發(fā)送給PLC控 制器，PLC控制器開始正常工作。此時(shí)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(shí)后焊接電源即 輸出約70V空載電壓，同時(shí)PLC控制器啟動(dòng)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(lái)按下“焊接”按鈕，PLC控制器輸出信號(hào)，使保護(hù)氣預(yù)先接通，經(jīng)過(guò)規(guī)定的延 時(shí)后，PLC控制器啟動(dòng)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(shí)主電弧一旦建立，PLC控制器延時(shí)0. 6S后 切斷小弧回路，電弧預(yù)熱工件，小車根據(jù)“時(shí)間繼電器”預(yù)設(shè)的時(shí)間延時(shí)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(dòng)送絲，快慢可自行調(diào)節(jié)。當(dāng)焊接結(jié)束時(shí)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(hào)。離子氣因經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣罐，在切斷供氣閥后，氣流開始衰減；同時(shí)電流控制板接收到 PLC控制器的關(guān)斷信號(hào)后，輸出信號(hào)開始預(yù)定速度衰減。主焊接電弧在氣流和電流同時(shí)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(shí)，電弧 熄滅，基本離子氣和保護(hù)氣將延時(shí)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(guò)程中若因故需中途停機(jī)，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(shí)間，延時(shí)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(guò)程，在高頻引弧后即可進(jìn)入 正常的主電弧焊接過(guò)程。當(dāng)要使用手工焊操作時(shí)也是同樣的原理。通過(guò)控制柜上功能開關(guān) 切換后，PLC控制器就會(huì)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(lái)驅(qū)動(dòng)電磁繼電器，由于控制過(guò)程多， 使得電路復(fù)雜繁瑣，容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，并且在延時(shí)時(shí)間的處理上不夠精確。本實(shí)用新型的最突出優(yōu)點(diǎn)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(jī)的啟?？刂频瘸绦虻目刂?。延時(shí)時(shí)間控制精確，簡(jiǎn)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(yùn)行的可靠性。同時(shí)提供 一機(jī)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(qiáng)功能 的附件。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)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(shuō)明，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做 出多種變更或修改。因此，本實(shí)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(jī)，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(cè)器、水源、氣源，水源通過(guò)水流檢測(cè)器與控制柜連接，氣源通過(guò)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(jī)，其特征在于，所述操作 箱包括相互連接的操作面板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)，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(shí)用新型公開了一種基于PLC控制器的多功能等離子弧焊機(jī)，其包括焊接電源、控制柜、操作箱、焊槍、電磁氣閥、水流檢測(cè)器、水源、氣源，水源通過(guò)水流檢測(cè)器與控制柜連接，氣源通過(guò)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(shí)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(yùn)行的可靠性。
文檔編號(hào)B23K10/02GK201669505SQ20102019438
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)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(yáng), 顏寅三 申請(qǐng)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