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1、引言
焊接技術(shù)的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)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(guò)程數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化控制為特征，在國(guó)內(nèi)，無(wú)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(shì)，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(guó)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(guó)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(lái)，隨著產(chǎn)業(yè)過(guò)程自動(dòng)化程度的進(jìn)步，人們對(duì)環(huán)保節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，特別是隨著中國(guó)加進(jìn)WTO以后，焊接行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更加日趨激烈，并對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量提出更高的要求。促使我國(guó)成套、專(zhuān)用焊接設(shè)備整體制造能力與水平得以較大進(jìn)步，為了全面進(jìn)步產(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，不但進(jìn)步了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，進(jìn)步了工作效率，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，操縱方便。既可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)焊接，又可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)保護(hù)。對(duì)進(jìn)步焊接質(zhì)量有可靠的保證，是進(jìn)步焊接質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)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(dòng)焊接中心是由YM-350KR2型自動(dòng)MAG焊機(jī)，立柱式操縱機(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(jiǎn)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(dòng)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(lèi)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(pán)等組成。該機(jī)構(gòu)具有維護(hù)簡(jiǎn)單、工作可靠、無(wú)躁聲、效率高、壽命長(zhǎng)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遠(yuǎn)控盒兩部分組成。電控箱內(nèi)有兩個(gè)控制板，一個(gè)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(dòng)作;另一塊板，主要由變頻器及其控制元件組成。主要是對(duì)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(dòng)焊接，又可相互獨(dú)立進(jìn)行單獨(dú)操縱。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
[$page] 2.2.2 立柱式焊接操縱機(jī)
立柱式焊接操縱機(jī)由升降機(jī)構(gòu)，橫臂伸縮機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)及十字微調(diào)機(jī)構(gòu)等部分組成。為了確保安全和焊接質(zhì)量，當(dāng)橫臂伸縮時(shí)，就是在進(jìn)行行走焊縫焊接時(shí)，升降，回轉(zhuǎn)，行走均被鎖定。此外，升降，行走與回轉(zhuǎn)之間也是互相鎖定的。大臂升降機(jī)構(gòu)用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，交流電機(jī)由變頻器供電，能在較寬的范圍內(nèi)實(shí)行無(wú)級(jí)調(diào)速，以滿足焊機(jī)獲得最佳焊接范圍的需要。
十字微調(diào)機(jī)構(gòu)用來(lái)在焊接過(guò)程中，隨時(shí)調(diào)節(jié)焊機(jī)頭與焊縫間的相對(duì)位置。其ZGBM自動(dòng)焊接中心的主要參數(shù)如表1所示。
表1 ZGBM自動(dòng)焊接中心的主要參數(shù)
2.2.3 焊接滾輪架
焊接滾輪架分為可調(diào)式和自調(diào)式兩種，每套焊接滾輪架，主動(dòng)、被動(dòng)機(jī)座各一只。主動(dòng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)的兩個(gè)蝸輪減速器為同步運(yùn)轉(zhuǎn)。減速器由通過(guò)調(diào)速電機(jī)和減速裝置實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)調(diào)速。每只滾輪外包橡膠層，摩擦系數(shù)大，以確保工件不打滑，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。其主要參數(shù)如表2所示。
表2 焊接滾輪架主要參數(shù)
3、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
電控箱面板上有大臂速度指示、滾輪速度指示、電源指示、電源開(kāi)關(guān)按鈕、臺(tái)車(chē)進(jìn)退按鈕、立柱回轉(zhuǎn)按鈕、橫臂升降按鈕及控制大臂的報(bào)警和報(bào)警消除等。遠(yuǎn)控盒面板上有電源指示燈、橫臂升降開(kāi)關(guān)、滾輪正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、橫臂伸縮開(kāi)關(guān)、十字調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)微調(diào)、焊啟、焊停按鈕等。
通過(guò)電控箱和遠(yuǎn)控盒，可以對(duì)該中心的各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)試和操縱。既可以近控，又可以遠(yuǎn)控，操縱靈活，使用方便。該焊接中心在保證自動(dòng)焊接的同時(shí)，還設(shè)計(jì)了自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。正在焊接時(shí)，若焊機(jī)部分出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)停止工作。若焊架，滾輪架或控制電源出現(xiàn)故障，焊機(jī)立即自動(dòng)停止焊接。能有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。停止后，保護(hù)部分又自動(dòng)復(fù)位，為下一次焊接作好預(yù)備，這樣可有效的避免起焊和收焊時(shí)產(chǎn)生的弧坑，確保焊縫在連接處的平滑過(guò)渡。
[$page] 3.1 PLC系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要完成橫臂伸縮和滾輪正、反向動(dòng)作的控制，配合交流變頻器完成“段速/調(diào)速”的相關(guān)控制功能;若在“調(diào)速 ”狀態(tài)下，橫臂或滾輪可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并且在焊接啟動(dòng)后，自動(dòng)啟動(dòng)橫臂或滾輪的動(dòng)作，在焊接過(guò)程中可根據(jù)焊接規(guī)范調(diào)節(jié)焊接速度;若需要段速焊接時(shí)，只要將開(kāi)關(guān)切換到“段速”狀態(tài)，再在電氣控制柜面板上設(shè)定各種段速組合，在打開(kāi)電源后，設(shè)定單元上顯示:該畫(huà)面為焊接時(shí)的正式畫(huà)面，“當(dāng)前組合”可通過(guò)“+”，“-”鍵選擇，對(duì)每一種組合，對(duì)應(yīng)兩個(gè)值:當(dāng)前焊點(diǎn)的長(zhǎng)度、焊點(diǎn)的間隔，二者均以時(shí)間為單位，以滿足不同的焊接速度;右上角的“設(shè)定”鍵，用于切換如下畫(huà)面:通過(guò)該畫(huà)面設(shè)定焊接所需要的焊縫種類(lèi)，最大可設(shè)100種組合，設(shè)定完畢，可進(jìn)行“長(zhǎng)度設(shè)定”進(jìn)進(jìn)焊點(diǎn)參數(shù)設(shè)定畫(huà)面:在此畫(huà)面上設(shè)定各種數(shù)據(jù)，留意單位為0.1s，最后按動(dòng)“顯示”畫(huà)面回到正常焊
