大型輥軸磨損后的二堆焊自動控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及堆焊領(lǐng)域，尤其是一種堆焊磨損輥軸的自動控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型輥軸在使用過程中會因為局部強度變化大而造成乳輥出現(xiàn)磨損、崩坑、乳輥表面出現(xiàn)裂紋、乳輥斷裂、乳輥硬度不均勻等損壞現(xiàn)象，從而導(dǎo)致乳輥報廢，特別是在冷乳鋼廠和連鑄鋼廠中經(jīng)常出現(xiàn)此類現(xiàn)象。由于輥軸均采用特種鋼材，而特種鋼材都是經(jīng)過鍛造和復(fù)雜的熱處理過程制造而成，價格較高，每年鋼廠中的輥軸損耗量巨大，之后又因不能修復(fù)或者修復(fù)后達不到原有性能而報廢，這給我國冶金行業(yè)造成重大的經(jīng)濟損失。
[0003]現(xiàn)有施焊大多通過人工操作，容易出現(xiàn)控制失誤導(dǎo)致處理不善的情況，而且通過人工判斷和控制該磨損輥軸的堆焊，對操作人員的技術(shù)要求高，效率低，且精確度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種堆焊磨損輥軸的自動控制方法，該自動控制系統(tǒng)及方法通過對其各個參數(shù)的精確控制，實現(xiàn)對磨損輥軸進行自動打磨、清潔、施焊、探傷和加熱，精確度高，效率高；高度自動化實現(xiàn)了在盡量少的操作工人以及高度安全操作的前提下，創(chuàng)造出最大的利益經(jīng)濟效益。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種堆焊磨損輥軸的自動控制方法，其特征在于，它包括:
步驟1:分別在輸入模塊輸入第一施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第一起點數(shù)字信號0011和第一終點數(shù)字信號0012傳遞至PLC;輸入第二施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第二起點數(shù)字信號0021和第二終點數(shù)字信號0022傳遞至PLC;……；輸入第N施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第二起點數(shù)字信號00N1和第二終點數(shù)字信號00N2傳遞至 PLC;
步驟2: PLC接收各起點數(shù)字信號和終點數(shù)字信號;接收數(shù)字信號301和302;計算相鄰兩施焊點的圓周距，進而計算轉(zhuǎn)動齒輪的旋轉(zhuǎn)角度;計算滑塊的滑移距離，連桿的伸縮長度，旋轉(zhuǎn)凸臺的旋轉(zhuǎn)角度，T形桿上下轉(zhuǎn)動的角度;并向齒輪模塊、滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、加熱模塊、堆焊模塊和探傷模塊分別傳遞執(zhí)行信號101、102、1031/1032、1041/1042、105、106和107;所述PLC接收缺陷數(shù)字信號，向主控設(shè)備中的顯示屏傳遞至缺陷信號進行顯示；
步驟3:所述齒輪模塊接收執(zhí)行信號101，控制轉(zhuǎn)動齒輪轉(zhuǎn)動至指定位置；
所述滑移模塊接收執(zhí)行信號102，先將置于清潔機構(gòu)中的滑塊滑移至預(yù)定位置201，待到清潔機構(gòu)復(fù)位后，再按要求滑移置于機械臂中的滑塊；當(dāng)T形桿與旋轉(zhuǎn)凸臺距離小于或等于預(yù)定距離值，則向PLC傳遞預(yù)警數(shù)字信號，并將滑塊上移。
[0006]所述伸縮模塊接收執(zhí)行信號1031，將清潔機構(gòu)連桿按要求伸縮，待到清潔機構(gòu)復(fù)位后，再將置于機械臂中的連桿伸縮至預(yù)定位置202;接收執(zhí)行信號1032，將連桿收縮復(fù)位； 所述打磨模塊，接收執(zhí)行信號1041，將打磨輪旋轉(zhuǎn)至T形桿的下方，配合伸縮模塊和齒輪模塊對輥軸進行打磨;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號301;接收執(zhí)行信號1042，將錘頭旋轉(zhuǎn)至Τ形桿的下方，控制Τ形桿上下轉(zhuǎn)動，用于對輥軸去除焊渣;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號302;當(dāng)打磨輪將一施焊點打磨4mm時，向PLC傳遞完成信號;轉(zhuǎn)動齒輪，直到輥軸到達下一施焊位點；錘頭對一施焊位點敲打5次，則向PLC傳遞完成信號;所述PLC控制齒輪模塊轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動齒輪，直到棍軸到達下一施焊位點。
[0007]步驟4:加熱模塊接收執(zhí)行信號105，控制旋轉(zhuǎn)凸臺至預(yù)定位置206，打開點火器，與齒輪模塊配合，對輥軸進行加熱；
所述堆焊模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺下方的焊槍;接收執(zhí)行信號106，控制旋轉(zhuǎn)凸臺至預(yù)定位置207，與齒輪模塊配合，對輥軸施焊;及對缺陷位點進行重焊；
所述探傷模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺下方的超聲波探傷儀探頭;用于接收執(zhí)行信號107，控制旋轉(zhuǎn)凸臺至預(yù)定位置208，與齒輪模塊配合，對輥軸進行探傷；當(dāng)探測到輥軸有缺陷，則向PLC傳遞缺陷數(shù)字信號;所述PLC向主控設(shè)備中的顯示屏傳遞缺陷信號進行顯示。
[0008]該堆焊磨損輥軸的自動控制方法的控制系統(tǒng)，包括滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、齒輪模塊、堆焊模塊、探傷模塊、加熱模塊、輸入模塊和PLC;
分別在所述輸入模塊輸入第一施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第一起點數(shù)字信號0011和第一終點數(shù)字信號0012傳遞至PLC;輸入第二施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第二起點數(shù)字信號0021和第二終點數(shù)字信號0022傳遞至PLC;……；輸入第N施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第二起點數(shù)字信號00N1和第二終點數(shù)字信號00N2傳遞至PLC；
所述PLC分別與滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、齒輪模塊、堆焊模塊、探傷模塊、加熱模塊和輸入模塊相連;用于接收各起點數(shù)字信號和終點數(shù)字信號;接收數(shù)字信號301和302;計算兩相鄰施焊點的圓周距，進而計算轉(zhuǎn)動齒輪的旋轉(zhuǎn)角度;計算滑塊的滑移距離，連桿的伸縮長度，旋轉(zhuǎn)凸臺的旋轉(zhuǎn)角度，T形桿上下轉(zhuǎn)動的角度;并向齒輪模塊、滑移模塊、伸縮模塊、打磨模塊、加熱模塊、堆焊模塊和探傷模塊分別傳遞執(zhí)行信號101、102、1031/1032、1041/1042、105、106和107;
所述齒輪模塊接收執(zhí)行信號101，控制轉(zhuǎn)動齒輪轉(zhuǎn)動至指定位置；
所述滑移模塊接收執(zhí)行信號102，先將置于清潔機構(gòu)中的滑塊滑移至預(yù)定位置201，待到清潔機構(gòu)復(fù)位后，再按要求滑移置于機械臂中的滑塊；
T形桿、打磨輪、錘頭及與T形桿相連的連桿，與該連桿相連的滑塊組成清潔機構(gòu);所述連桿與T形桿連接處設(shè)有轉(zhuǎn)動旋鈕，所述轉(zhuǎn)動旋鈕用于在YZ平面360度旋轉(zhuǎn)T形桿;所述伸縮模塊接收執(zhí)行信號1031，將清潔機構(gòu)連桿按要求伸縮，待到清潔機構(gòu)復(fù)位后，再將置于機械臂中的連桿伸縮至預(yù)定位置202;接收執(zhí)行信號1032，將連桿收縮復(fù)位；
所述打磨模塊，接收執(zhí)行信號1041，將打磨輪旋轉(zhuǎn)至T形桿的下方，配合伸縮模塊和齒輪模塊對輥軸進行打磨;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號301;接收執(zhí)行信號1042，將錘頭旋轉(zhuǎn)至T形桿的下方，控制T形桿上下轉(zhuǎn)動，用于對輥軸去除焊渣;執(zhí)行完畢后向PLC傳遞數(shù)字信號302;
所述加熱模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺下方的氧-乙炔槍頭及其點火器;接收執(zhí)行信號105，控制旋轉(zhuǎn)凸臺至預(yù)定位置206，打開點火器，與齒輪模塊和伸縮模塊配合，對輥軸進行加熱； 所述堆焊模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺下方的焊槍;接收執(zhí)行信號106，控制旋轉(zhuǎn)凸臺至預(yù)定位置207，與齒輪模塊和伸縮模塊配合，對輥軸施焊；
所述探傷模塊包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)凸臺下方的超聲波探傷儀探頭;用于接收執(zhí)行信號107，控制旋轉(zhuǎn)凸臺至預(yù)定位置208，與齒輪模塊和伸縮模塊配合，對輥軸進行探傷。
[0009]進一步地，所述T形桿設(shè)有位移傳感器1，用于感應(yīng)T形桿與旋轉(zhuǎn)凸臺距離是否小于或等于預(yù)定距離值，若小于或等于預(yù)定距離值，則向PLC傳遞預(yù)警數(shù)字信號，所述PLC控制滑移豐旲塊將滑塊上移。
[0010]進一步地，所述支架上端設(shè)有位移傳感器2，用于當(dāng)打磨輪將一施焊點打磨4mm時，向PLC傳遞完成信號;所述PLC控制齒輪模塊轉(zhuǎn)動齒輪，直到輥軸到達下一施焊位點。
[0011 ]進一步地，T形桿上下轉(zhuǎn)動5次，即:所述錘頭對一施焊位點敲打5次，則向PLC傳遞完成信號;所述PLC控制齒輪模塊轉(zhuǎn)動齒輪，直到輥軸到達下一施焊位點。
[0012]進一步地，所述探傷模塊探測到輥軸有缺陷，則向PLC傳遞缺陷數(shù)字信號;所述PLC向主控設(shè)備中的顯示屏傳遞缺陷信號進行顯示;同時控制堆焊模塊，對缺陷位點進行重焊。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1、采用自動化控制不容易出現(xiàn)控制失誤；
通過自動控制滑塊的滑移、連桿的伸縮和T形桿的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了對磨損輥軸的自動打磨和清潔;使得清潔過程更加縝密，不容易出現(xiàn)遺漏對磨損輥軸的打磨和清潔，由于焊槍、超聲波探傷儀探頭、和氧-乙炔槍頭形狀相差不大，人工操作容易混淆，通過自動控制旋轉(zhuǎn)凸臺的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對磨損輥軸的施焊、探傷和加熱，不容易出現(xiàn)弄錯的情況。
[0014]2、對磨損輥軸施焊的效果高，堆焊層缺陷少，焊道成形質(zhì)量好，節(jié)約了能源；
由于采用的是埋弧自動堆焊，在焊接過程中，由于熔渣隔絕了空氣，焊縫金屬中含氮量、含氧量大大降低，再由于熔渣的保溫作用，使熔池存在時間較長，液態(tài)金屬與熔渣、氣體的冶金反應(yīng)比較充分，加上焊接參數(shù)可以通過自動調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定，致使堆焊層的化學(xué)成分和性能比較均勻，堆焊層表面平整，機械性能較好;在堆焊方法中，參數(shù)設(shè)置最重要，參數(shù)設(shè)置不好，不僅影響焊道成形質(zhì)量，還會影響整個堆焊方法，導(dǎo)致焊接失敗。本發(fā)明的工藝焊接速度選擇恰當(dāng)，焊接電流和焊接電壓控制合適，故焊道成形質(zhì)量好，堆焊部位幾乎無氣孔，夾雜，縮孔等缺陷，每道焊道之間重合1/3，保證了無漏焊少焊問題出現(xiàn)；
同時，由于采用自動化控制，節(jié)約了人力資源成本。
[0015]3、布置靈活、實時性優(yōu)、穩(wěn)定性好，可靠性和安全性高；
該系統(tǒng)各個模塊布置靈活，自動調(diào)節(jié)清潔機構(gòu)與機械臂的距離，預(yù)見可能的故障，并提前作出處理，穩(wěn)定性好，通過對T形桿和旋轉(zhuǎn)凸臺等的各項參數(shù)的精確控制，實現(xiàn)對磨損輥軸的精準施焊，安全運行以及高度集成化，可靠性高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的堆焊機的部分示意圖。
[0017]圖中標記:1為輥軸，7為滑動導(dǎo)軌，8為滑塊，9為支架，10為轉(zhuǎn)動齒輪，11為連桿，12為打磨輪，13為錘頭，14為焊槍，15為超聲波探傷儀探頭，16為氧-乙炔槍頭，17為旋轉(zhuǎn)凸臺，18主體設(shè)備，…為了形桿，20為機械臂。
【具體實施方式】
[0018]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0019]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0020]如圖1所示，一種堆焊磨損輥軸的自動控制系統(tǒng)的自動控制方法，它包括:
步驟1:分別在所述輸入模塊輸入第一施焊點在輥軸上的起點和終點，并轉(zhuǎn)化為第一起點數(shù)字信號0011和第一終點數(shù)字信號0012傳遞至PLC;輸入第二施焊