[发明专利]用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统，其特征在于，包括PLC控制模块、接口电路模块及程序控制模块，其中，所述PLC控制模块与程序控制模块相连接，所述PLC控制模块和程序控制模块通过接口电路模块与焊枪相连接。

2.根据权利要求1所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统，其特征在于，所述PLC控制模块包括：CPU子模块、数字量输入/输出子模块、模拟量输入/输出子模块以及数据通讯模块，所述CPU子模块为控制核心，并分别与焊枪的熔化极焊接电源、等离子弧焊接电源以及弧焊机器人的运动系统相连接，所述数字量输入/输出子模块和模拟量输入/输出子模块与CPU子模块相连接，用于工艺参数读取和传输，所述CPU子模块、数字量输入/输出子模块和模拟量输入/输出子模块通过数据通讯模块与接口电路相连接，实现焊接信息交换。

3.根据权利要求1所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统，其特征在于，所述接口电路模块包括：焊接电源通讯子模块、弧焊机器人通讯子模块以及主控制器通讯子模块；所述焊接电源通讯子模块连接焊枪的熔化极焊接电源和等离子弧焊接电源；所述弧焊机器人通讯子模块连接焊枪的弧焊机器人和变位机；所述主控制器通讯子模块连接PLC控制模块和焊枪的显示终端；所述焊接电源通讯子模块、弧焊机器人通讯子模块以及主控制器通讯子模块分别通过RS-232或CAN总线进行数据连接，实现PLC控制模块对Plasma-MIG复合焊接过程的协调控制。

4.根据权利要求1所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统，其特征在于，所述程序控制模块包括：起弧控制程序子模块和焊接过程监测程序子模块，所述起弧控制程序子模块包含起弧参数和焊接参数的转换单元，并与PLC控制模块相连接；所述焊接过程监测程序子模块与焊枪的弧焊机器人和焊枪的焊接电源相连接，实现焊接过程电弧状态监测及焊枪运动、熔化极焊接电源和等离子弧焊接电源的协调动作。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，设定熔化极焊接电源及等离子弧焊接电源焊接过程的焊接参数，然后初始化程序控制模块中的控制程序；

步骤二，焊接开始后调用起弧控制模式，通过改变熔化极焊接电源和等离子弧焊接电源的输出状态控制电弧的燃烧过程，实现电弧的稳定耦合；

步骤三，电弧耦合成功后转入正常焊接模式，控制焊接机器人按照设定的轨迹运动，焊接过程中监控熔化极焊接电源和等离子弧焊接电源的输出状态，当复合电弧出现断弧现象后重复步骤二。

6.根据权利要求5所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制程序具体为：焊接开始后利用短路过程建立MIG电弧后，同时触发控制信号为高电平输出；PLC调入起弧控制模式，控制熔化极焊接电源和等离子弧焊接电源输出起弧参数，在起弧控制模式下，当击穿电压小于等离子弧焊接电源空载电压后等离子弧引燃，电弧复合成功。

7.根据权利要求5所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统的控制方法，其特征在于，所述起弧控制模式具体为：引弧过程中熔化极焊接电源的输出电压线性增加，与之对应的熔化极焊接电源的电流则采用线性衰减，造成熔化速度大于送丝速度，使得熔化极焊接电源的电弧上升，降低击穿空气所需电压逐渐，增加电弧复合成功率。

8.根据权利要求7所述的用于Plasma-MIG复合焊枪的电弧引弧控制系统的控制方法，其特征在于，所述起弧控制模式采用线性增加时输出熔化极焊接电源电压增加速率为10V/s-40V/s，所述熔化极焊接电源电流衰减速率为10A/s-50A/s。