阀门等离子弧自动堆焊控制系统的研制

论文摘要

随着堆焊要求的不断提高,堆焊设备的自动化成了一个亟待解决的问题。目前能实现自动堆焊的设备很少,使用效果差。堆焊劳动强度大,能耗高。针对大量规格相同的工件而设计专用自动堆焊设备有非常重要的意义。本论文采用等离子弧焊工艺,以可编程控制器（PLC）为控制核心设计一种阀门密封面堆焊控制系统,能实现焊接过程的全自动控制。本文主要论述了控制系统的两种控制方案:螺旋堆焊和同心圆堆焊。通过两种堆焊方式的比较得知,螺旋堆焊较同心圆堆焊更为复杂,实现较困难;然而同心圆堆焊效果较好。控制系统设计包括硬件设计和软件设计等方面。在设计中,控制系统核心单元采用SH32-R1型PLC以及对应的AI/AO模块H-6A1;焊接电源选用基于ZX5-400型晶闸管式弧焊整流器的定制电源,堆焊电源、焊胎和焊枪均由PLC进行控制;液晶触摸屏提供了友好的人机界面。模拟调试证明,本控制系统具有如下特点:自动化程度较高、堆焊过程连续、工作稳定可靠、操作方便、综合成本低。因此,本控制系统具有良好的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 焊接自动化技术的现状及发展趋势
• 1.1.1 焊接自动化技术的现状
• 1.1.2 焊接自动化技术的发展趋势
• 1.2 PLC在焊接自动化技术中的应用
• 1.2.1 PLC的基本概念
• 1.2.2 PLC在焊接自动化中的应用
• 1.3 等离子弧粉末堆焊的研究与发展
• 1.3.1 等离子弧粉末堆焊的产生及应用
• 1.3.2 等离子弧粉末堆焊基本形式
• 1.3.3 等离子弧粉末堆焊的工艺特点
• 1.4 选择本课题的意义
• 1.5 论文的主要内容
• 1.5.1 系统控制方案设计
• 1.5.2 控制系统硬件
• 1.5.3 控制系统软件
• 第2章 堆焊系统的组成及工作原理
• 2.1 堆焊系统的组成
• 2.2 堆焊系统的工作原理
• 2.3 堆焊系统的机械构件
• 第3章 两种堆焊系统控制方案的比较
• 3.1 螺旋堆焊控制
• 3.1.1 螺旋堆焊转胎控制
• 3.1.2 螺旋堆焊焊枪控制
• 3.2 同心圆堆焊控制
• 3.2.1 同心圆堆焊转胎控制
• 3.2.2 同心圆堆焊焊枪控制
• 3.3 小结
• 第4章 控制系统硬件
• 4.1 控制系统工作电气原理图
• 4.2 PLC控制单元
• 4.2.1 PLC机型
• 4.2.2 高速计数功能
• 4.2.3 模拟量输入输出模块
• 4.3 触摸屏
• 4.3.1 触摸屏工作原理
• 4.3.2 触摸屏的选用
• 4.4 堆焊电源
• 4.4.1 直流弧焊电源种类
• 4.4.2 堆焊电源的选用
• 4.5 转胎调速机构
• 4.5.1 直流伺服电动机
• 4.5.2 直流伺服电动机的选用
• 4.5.3 直流伺服电动机的调速
• 4.6 焊枪摆动机构
• 4.6.1 异步电动机
• 4.6.2 滚珠丝杆
• 4.6.3 系统选用的交流电动机和滚珠丝杠
• 4.6.4 变频器
• 4.6.5 变频器的选用
• 4.6.6 变频器与PLC的连接
• 第5章 控制系统软件
• 5.1 控制系统工作时序图
• 5.2 编程设计
• 5.2.1 编程软件
• 5.2.2 程序设计
• 5.3 人机界面
• 5.3.1 界面软件
• 5.3.2 界面设计
• 结论
• 致谢
• 攻读硕士期间本人发表的论文
• 参考文献