第4章 电弧自动控制基础.ppt

第4章 电弧焊自动控制基础 应用自动控制技术，是获得稳定的电弧，焊丝熔化，熔滴过渡及焊缝成形的根本途径。;电弧焊程序自动控制的基本要求： 1．提前送气或滞后停气：气体保护焊设备必须在电弧引燃前和熄灭后，使熔池及热影响区（HAZ）获得良好保护。 2．可靠地一次引电弧，常用引弧控制方式： 1）爆裂引弧： 2）慢送丝引弧： 3）回抽引弧： 4）高频或脉冲引弧： 3．顺利地熄弧收焊：填满弧坑，防焊丝粘工件或导电嘴防焊丝端部结球，以利于重复引弧。控制方法有：焊丝返烧熄弧，除球熄弧，电流衰减熄弧，电弧后退熄弧 以上各控要求可用受控对象某些特征参数的时间函数—程序循环图表示。图4-1为几种自动焊方法的程序循环图。 除此之外，也可用表格法框图法等描述程序控制循环。这些描述源于工艺设计的要求，是焊接设备程控电路的设计依据。除正常焊接过程要求，还应满足空载状态时焊丝，小车位置调整，高频检测，气流量预调及必要的指示与保护环节。;图4-1 自动电弧焊的程序循环图;二、程序自动控制的转换和实现方法： 电弧焊程控除接受必要的人工操作指令，如启动，停止，急停之外，其余程序转换都无需人工参与而自动实现。转换类型有： 1）时间转换：按时间间隔进行程序转换。保护气体提前、滞后，焊丝返烧熄弧等即属此类。 2）行程转换：以空间距离为程序转换条件。如焊缝终点自动熄弧，焊枪自动返回，限位开关等。 3）条件转换：以电弧引燃或熄灭等特定条件实现转换。 程序自动控制的实现方法通常有： 1）继电器控制：是电弧焊设备常用方法，由开关，按钮，继电器，接触器和电磁气阀，水压开关，温度继电器等组成，按一定逻辑条件（基本逻辑为“或”、“与”、“非”）组合实现工艺动作程序控制。见图4-2。 2）无触点控制：利用分立元件，IC元件逻辑门电路及晶闸管开关管等构成无触点程控取代继电器系统，已在专用弧焊设备中得到应用。; 接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。;电磁式中间继电器;图4-2 继电器控制电路组合 a.”或”组合 b.”与”组合;3）可编程控制器（PLC）控制：PLC是专为在工业环境下应用而设计的微型计算机系统，它通过储存在内部的控制程序，实现对生产过程的逻辑控制，且具有简单的算术运算功能。与传统的以继电器为核心的硬件程控电路相比，PLC具有响应时间快控制精度高，可靠性高，控制程序可随工艺而改变，易与计算机接口，维修方便等优点。此外，体积小，寿命长，抗干扰能力强使其在自动化单机控制及生产线控制应用 日益广泛。 PLC编程较简单，大多沿用继电器控制逻辑的符号所构成的梯形图来进行编程，故不需操作者精通有关计算机的软件和硬件方面的知识，有继电器程控知识稍加学习，即可胜任PLC的程序设计与调试。 过去的PLC在画完梯形图后，还要将其转化为语句表，通过编程器输入到PLC中。现在PLC生产厂家已开发出用于个人计算机的PLC专用软件，可在个人计算机上编制梯形图，通过接口与PLC连接，将用户程序传输到PLC中，同时具有仿真调试等多种功能。;三菱系列 可编程控制器;继电接触器控制与PLC控制方式比较 a）继电接触器控制系统控制 b）PLC控制梯形图 ;4）单片机控制 单片机是把微型机主要部分都集中在一个芯片上的单芯片微型计算机，故可把单片机看成是一个不带外设的微型计算机。由于单片机的结构紧凑，集成度高，结构与指令功能都是按工业控制要求而设计，故具有体积小，价格低，可靠性好，易扩展，控制功能强等特点。用单片机制成数字程控系统具有更大的灵活性，已成为专用焊接设备及弧焊机器人等的主要程控方式。; ;轿睁悸仇沥赊讨桐辫懈夹讼奸崔员啃驻菠猜喜誓苯怜型评炬失骂鲜怯故崭第4章 电弧自动控制基础第4章 电弧自动控制基础;51系列单片机芯片;三.电弧焊程序自动控制的基本环节及其实现方法(自学内容) ;图4-4 晶体管延时继电器;图4-5 慢送丝爆裂引弧电路;图4-6 发电机-电动机系统;图4-7 电弧电压继电器控制回抽引弧;;图4-9 时间继电器控制法;图4-10 电流无级衰减熄弧控制电路;4-2 电弧焊的自动调节系统 焊接过程的稳定性 １　概念：是指焊丝熔化、熔滴过渡、母材熔化、冷却结晶等过程稳定，取决于：I、U、VW等参数的稳定性。 一般焊接方法要求I变化范围：±25～50A；U变化范围：±2V. 对于全位置气体保护焊要求更严格Ia：±0.1-1.0A，Ua：±0.1V 。 ２　影响I、U的外界因素 1）电弧静特性曲线变化：送丝不均匀、焊炬高度变化、装配、坡口加工、工件不平， 。 2）电源外特性：网压波动、电源内部元件标称值变化。 弧长变化引起的焊接过程不稳最突出，