[实用新型]多电弧高速埋弧焊过程数字化控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及多电弧埋弧焊过程数字化控制装置，特别涉及一种用于多电弧高速埋弧焊协同控制的数字化控制装置。 

背景技术

近几年来，在国外，德国、奥地利、日本、美国等一些大公司在采用多根焊丝配以单个或多个电源对多电弧高速焊接方面开展了一些研究工作，在提高焊接速度和质量方面取得了一些实用化的成果。但在国内该项技术研究比较少，一些大型企业为了增强自身的竞争能力，不惜高价进口国外焊接成套设备。 

目前，焊接生产应用的多电弧高速埋弧装备主要是靠林肯、米勒和Cloose等国外知名焊接设备制造商进口。其中，最为典型的是美国Lincoln公司的NA-4型双/三丝埋弧焊装备，该装备采用一台晶闸管式或硅整流式电源和两台普通的正弦波交流电源，并与专用双/三丝焊炬、直流伺服驱动的送丝机和行走机构等组合成三丝高速埋弧焊接装备。虽然其各根焊丝电流参数可调，对壁厚为25mm的钢管能实现双面焊接且达到焊速为1～1.3m/min，但采用的1500A直流电源为晶闸管整流式，而且两个1200A交流电源为正弦波输出，存在可调节性和稳弧性差(正弦波过零点慢)、电能使用效率低、控制灵活性和动态响应对高速焊适应性也差等缺点，电弧之间彼此独立，没有协同关系，仅仅是一种简单的组合，不能进一步提高焊接速度和热熔敷率，而且这种成套设备价格高达百多万人民币。 

尽管国外已经有商品化的双/三电弧埋弧焊接装备，但在使用过程中均存在一系列问题，两电弧彼此独立是没有协同关系，电弧的参数通过电位器给定，焊接过程参数管理及控制固定不变，缺乏灵活性，存在焊缝成形缺陷，最为典型的是焊缝头、尾位置成形较窄而且收弧位置下塌明显。国内生产多丝埋弧焊设备的有成都焊研威达自动焊接设备有限公司的MZ系列双丝埋弧焊设备，这种双丝焊接设备是传统的单丝焊接设备的硬件组合，电弧之间没有协同关系，数字化协同控制的双丝埋弧焊成套设备在我国还是空白。 

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种多电弧高速埋弧焊过 程数字化控制装置。在充分利用、挖掘工业控制计算机高速信号采集、分析、数字化智能控制手段基础上，解决传统多电弧埋弧焊接装备的主要问题，并为多电弧高速埋弧焊过程数字化控制系统升级提供开发平台和接口。 

本实用新型的多电弧高速埋弧焊过程数字化控制装置，包括相互电连接的计算机装置、自动控制操作平台、数字量控制输出电路、模拟量控制输出电路、信号采集电路、传感检测装置以及工控机，其特征在于，所述自动控制操作平台包含三个与工控机连接的电缆接口、一个与行走机构连接的电缆接口以及三个与焊接电源和送丝机连接的电缆接口。 

为了实现功能强大，使用方便，通用性好和结构优化，其进一步的措施是： 

所述计算机装置是工业控制的计算机。 

所述工业控制计算机包含至少3个工业标准的扩展槽接口。 

所述自动控制操作平台包含与向所述多电弧高速埋弧焊过程数字化控制装置供电的焊接电源和送丝机之间连接的电缆接口，与所述焊接电源和送丝机之间连接的所述电缆接口共用一个电缆接口。 

所述数字量控制输出电路、模拟量控制输出电路和信号采集电路采用研华系列的产品PCI1730、PCL-727和PCL-818。 

所述传感检测装置采用霍尔传感器。 

所述计算机装置包括连接于系统的工业控制计算机，其可进行参数设置、电参数实时采集和显示和电弧协同控制。 

所述电参数实时采集和显示包含电弧电流、电压和焊接速度的实时采集和显示。 

所述电弧协同控制是对起弧时各电弧的时序控制和收弧时各电弧的时序控制。 

本实用新型的多电弧高速埋弧自动焊接过程数字化控制装置，采用软件编程的方式实现了多电弧高速埋弧焊工艺参数设置、焊接过程监测、多电弧起弧、收弧时序控制等功能，减少了许多复杂的硬件控制电路，焊接过程具有柔性化控制特点，使焊接设备具有较强的适应性。系统硬件结构紧凑，使用方便；软件系统人机界面友好、操作使用方便易学。整个系统工作性能稳定，可靠性高，适于适用于单、双和三电弧高速埋弧自动焊场合。应用该系统，能实现多电弧埋弧焊高速稳定的运行，并获得均匀美观的焊缝成形。 

附图说明

图1是本实用新型的结构原理方框图； 

图2是图1中工业控制计算机与自动控制操作平台连接原理框图； 

图3是图1中自动控制操作平台与工业控制计算机、焊接系统的连接电缆接口示意图；