自动点焊机

自动点焊机（精选10篇）

自动点焊机 篇1

摘要：阐述利用工业控制组态控制技术, 完成废旧轧辊再生修复的整体思路和设计实现方法, 该系统将电气控制、传动技术、PLC技术、仪表检测技术与组态控制技术融为一体, 可完成整个机械系统的全自动运行, 以实现对直径磨损的各类废旧轧辊进行多次表层硬金属焊接, 再经过二次车削, 生成表面硬度更加耐用的再生轧辊, 该系统已成功运行于许多钢铁企业, 具有较高的推广价值。

关键词：工业控制组态,轧辊堆焊机,焊接,控制系统

1 应用系统简介

本系统主要包括机械传动和电气控制两大部分, 机械部分主要由车体、机架构成, 车体部分可完成焊枪机头的水平和垂直两个方面变速运行, 机架部分完成轧辊的可调旋转动作。电气控制包括:电机控制系统, 电源系统, 加热系统, 焊接控制系统, 系统采用PLC、仪表和变频器等外部设备, 并通过工控机组态监控技术, 实现了系统的全自动运行。

1.1 主轴控制系统:

采用变频调速和减速机构完成轧辊的可控慢速闭环旋转调节。

1.2 焊车控制系统:

采用直流电机闭环调速, 以完成水平和垂直方向的焊枪车体控制。

1.3 焊枪控制系统:

采用电机调速和齿轮控制结合, 完成焊枪和焊丝的进给控制,

1.4 加热控制系统:

采用交流可控硅调温控制, 实现被修复轧辊的预热工作,

1.5 电源系统:

采用大功率整流电源, 完成焊接电流的输出工作。

2 应用系统功能

2.1 主轴控制系统:

采用变频器闭环控制技术, 配以机械减速齿轮传动机构, 可将被修复轧辊控制在匀速转动状态, 速度范围可由给定设置。

2.2 焊车控制系统:

采用直流调速模板和摩尼康NEZA主PLC及扩展模板实现电机转速的模拟给定和闭环检测控制, 实现焊枪车体的水平方向移动和垂直方向移动。

2.3 焊枪控制系统:

采用直流调速模板和摩尼康NEZA主PLC及扩展模板实现直流电机的可变速闭环运行, 配以精密的齿轮夹紧和送似机构, 完成焊枪内焊丝的同步进给动作, 该动作可自动跟随各类参数的变化, 确保焊接电流的稳定输出。

2.4 加热控制系统:

采用三相大功率双向可控硅交流调压电路分三个区域进行温度调整, 控制系统采用PLC程序控制, 控制方案采用三相调功方式, 系统的温度采集和给定均通过扩展模块完成, 该系统可实现废旧轧辊的焊接预热工作, 以确保焊接质量的实现。

2.5 电源系统:

采用大功率整流电源, 完成焊接电流的输出工作。为确保系统的稳定性, 焊接电源系统和各部分模块控制系统对共地技术进行了综合处理, 并将负极作为设备机体的地线连接, 焊接电压和电流的输出具有短路和过载保护功能。

3 组态控制

为实现整个焊接过程的集中检测和控制, 该系统采用MSGS-5.5昆仑组态软件, 将外部模块的数据进行了整体采集和监控, 对主轴给定速度、焊车移动速度、焊枪进给速度、加热三区温度的设定和反馈信号进行了组态画面整体监控, 并通过系统软件的运算处理功能, 实现了对功率消耗和材料消耗的详细累计, 下面将组态部分详细介绍:

3.1 系统组态结构

该系统组态软件由组态环境与运行环境两个系统组成。它们互相独立, 又紧密相关, 组态环境是生成用户应用系统的工作环境, 用户可在组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表、生成组态实时数据库, 该数据库是系统工程各个部分的数据交换与处理中心, 它将该系统工程的各个部分连接成有机的整体, 并与运行环境一起构成用户应用系统, 在运行环境中用户可设置系统工程人机交互界面、编写控制程序、连接和驱动外部设备等, 从而完成对系统工程的控制工作。

运行环境本身没有任何意义, 必须与组态结果数据库一起作为一个整体, 才能构成用户应用系统。一旦组态工作完成, 运行环境和组态结果数据库就可以离开组态环境而独立运行在监控计算机上。

3.2 组态监控窗口

组态监控窗口是一个“容器”, 用来放置各种图元、图符与动画构件, 不同的图形对象对应不同的功能。该系统采用通用采集卡将外部信号与组态软件连接, 并采用直观模拟数字仪表方式, 将现场信号进行实时采集和数据处理, 并将全部开关和模拟量信号组态在屏幕监控窗口中, 用户可以通过窗口上的块数字仪表的显示数据即时检测系统运行状态以及实时修改运行参数, 达到快速高质量修复废旧轧辊的目的。

3.3 组态数据库

该系统组态数据库的设计如表1所示, 其数据项类型为开关型、数值型两类。用户可根据外部信号的精度要求进行设置。变量名称采用汉字定义, 利于编程和参数修改, 该数据库将通过采集卡连接的外部信号与组态环境实现动态实时连接, 为用户编程和动画连接提供交互式数据, 该数据库还可记录现场信号的历史数据, 为用户进行数据分析处理提供参考, 并可通过电子表格方式进行打印。

3.4 应用系统的图形界面

经过系统的分析与设计, 利用MSGS-5.5昆仑组态软件提供的完善的制作图形画面和定义动画的方法, 搭制了应用系统的图形界面用户窗口, 实现了数据和流程的“可视化”, 用户通过该窗口可以方便、直观地在线控制修复轧辊的整个过程。

3.5 命令语言说明

昆仑组态软件采用计算机高级语言来完成系统监控程序设计, 它可识别汉字变量, 分开关型、字符型、数据型等, 可直接根据系统工艺要求进行设备连接, 程序编制, 系统模拟调试, 实时运行等, 由于篇幅所限, 各模块的程序和通讯连接设置就不再详解。

4 TSX Neza PLC介绍

Neza PLC是性能可靠、容易使用的小型PLC、其I/0点数从14点可扩展至80点, 具备高速计数、脉冲输出、实时时钟、网络通讯、及客户定制等先进功能。

4.1 CPU单元:

8点输入/6点输出, 12点输入/8点输出, 两种基本结构, 普通I/O扩展单元:12点输入, 8点输出的扩展结构, 最多可连接3个扩展单元, 可将本地I/O点数扩展至80点。

4.2 模拟量扩展单元:

4路AD, 2路DA。远程通讯扩展单元:4点输入/4点或8点输出, 一个RS485通讯端口连接远程I/O, 支持Modbus通讯。

4.3 编程:

中文化界面, Windows平台。梯形图, 指令表编程语言, 允许简单编程, 语言自然, 符合思维习贯。

本系统根据工艺具体要求, 采用了2个CPU单元和5个模拟量扩展单元, 通过RS485通讯端口, 分别将2个CPU单元连接在工控机的COM1, COM2串口, 实现了对18路模拟信号和其他开关信号的数据采集和控制, 并送入工业控制机实现组态监测和实时记录。

5 结论

采用组态控制技术实现废旧轧辊的再生修复, 使得整个控制过程自动化水平明显提高, 不仅可以提高产品质量, 也降低了修复成本, 通过在现场的长期运行实践, 该系统得到了实用性验证, 具有很高的推广价值, 随着现场工艺要求的不断变化, 该系统各部分还需要进一步完善, 本系统可以在硬件成本不变的前提下, 追加和完善更多功能。

参考文献

[1]张文明, 刘志军等.组态软件控制技术[M].北京:北京交通大学出版社, 2006, 8.

[2]王树青, 赵鹏程.集散型计算机控制系统[M].抗州:浙江大学出版杜出版, 1994, 6.

[3]袁任光.集散型控制系统应用技术与实例[M].北京:北京机械工业出版社, 2003, 4.

[4]马国华.监控组态软件及其应用[M].北京:清华大学出版社, 2001, 2.

自动点焊机 篇2

№：QE-WI-20-36

1.0作业者的资质

1.1 操作人员必须熟悉点焊机的结构、性能、工作原理和操作方法，经培训考核合格，并获得《特种作业操作证》才可上岗作业；

1.2 操作者应穿工作服，戴防护手套；女工不得穿裙子、拖鞋或高跟鞋上岗，不得披头散发上岗。2.0作业前的检查准备

2.1作业前，应清除上、下两电极的油污；检查各操作手柄及各部位是否良好、可靠；

2.2启动前，应先接通操纵线路的转向开关和焊接电流的小开关，调整好极数，再接通水源、气源，最后接通电源，通电后，机体外壳应无漏电。

3.0作业中关键步骤及注意事项

3.1 开机低速空运转3-5分钟左右，检查各部动作，音响是否正常；

3.2定期检查点焊机的保护接地，确认其良好；点焊时，需开冷却水冷却电极；

3.3操纵点焊按扭时要确保绝缘，以免高压电伤害发生。焊机通电后，应检查电气设备、操作机构、冷却系统、气路系统及机体外壳有无漏电现象。电极触头应保持光洁。有漏电时，应马上更换；

3.4作业时，气路、水冷系统应畅通。气体应保持干燥。排水温度不得超过40℃，排水量可根据气温调节；

3.5严禁在引燃电路中加大熔断器。当负载过小使引燃管内电弧不能发生时，不得闭合操纵箱的引燃电路；

3.6当操纵箱长期停用时，每月应通电加热30min.变换闸流管时应邓热30min。正常工作的操纵箱的预热时间不得小于5min；

3.7焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。必须采取避免触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施；

3.8现场使用的焊机，应设有防雨、防潮、防晒的机棚，并应装设相应的消防器材；

3.9高空焊接或切割时，必须系好安全带，焊接周围和下方应采取防火措施，并应有专人监护；

3.10当清除焊缝焊渣时，应戴防护眼镜，头部应避开敲击焊渣飞溅方向；

3.11雨天不得在露天电焊。在潮湿地带作业时，操作人员应站在铺有绝缘物品的地方，并应穿绝缘鞋。4.0作业中禁止的行为

4.1 严禁超负荷、超性能使用，不准超载点焊厚板；

4.2不准在点焊场地堆放易燃、易爆物品，防止发生火灾；

4.3禁止手伸入上、下电极之之间，防止压伤。

5.0作业中事故的应急与响应

5.1点焊机发生故障时，立即切断电源与水源，通知有关人员排除故障。

6.0作业的归零结束工作

6.1工作完毕后，切断电源、水源，清洁场地，并将产品和零部件堆码整齐。

7.0 设备维护保养

7.1 设备应良好接地，各电气元件要定期检修、除尘，及时更换损坏失效元件；

多功能无电焊机 焊机中的战斗机 篇3

前言：目前做就做别人不做的冷门生意才赚钱。大家都在做的生意你再去做就没有利润啦！做生意要看准社会发展，顺应社会发展才是目前赚钱之首选。这就叫天时、地利、人和，掌握好就能成功。为什么有的人做生意轻轻松松就能把钱赚到手，而有的天明干到太黑，还没有别人一个小时赚钱多？你也想成功吗？那你就认真仔细看完以下介绍吧。

市场行情：随着社会的发展，物价越来越高是必然的发展趋势。物價高也不能讲是坏事，物件高也说明人们生活水平也在提高。买的用品也就会提高，买的价格高了，一旦坏了就会修理，比如以前你家买只不锈钢锅5~10元，坏了也许不会修补，可今天你家再买就会花30~100元，一旦坏了，你就会想到焊补再使用。焊补的人多了，你每天都会有做不完的生意，还有好多用品同样也会坏，他们也同样会找你焊补。这样一来，你地又没有别人会焊补这些用品，你是做独家生意，你不想赚钱都是不行的。目前在我地焊补一只小洞就5元以上，成本几分钱，有的买的价值高焊补后收费也会高，焊补后光滑如新。

目前钱又难赚，都会焊补再用。一旦在你地形成市场，生意就会源源不断。以前农村收割水稻、小麦都是用人工用镰刀手工收割，有一天来了收割机，开始没有人去使用认为花钱，第二年村里会有那么几位头脑超前的人使用，使用后感到不错，慢慢到今天，还有几个人会用镰刀去割！哪怕一亩要80元他也会用机器收割，不会再用镰刀收割了。对他们有好处，就形成了市场。焊补也是一个道理，只要坚持做下去，慢慢生意都会好起来的。专利发明人、商标持有人梁新开始是学习美术设计的，家里贫困，大学无法完成后辍学在家。20年前加入中国中央农函大机械管理设计函授一年，后来自己从事焊补流动做过3年（是被别人耻笑做下去的），固定开门市做过5年，后来办厂，一步一个脚印走到今天。

一次偶然的机会，得高人指点申请专利，同时市场物价也开始越来越高，焊机就会有很大发展空间。2007年专利下来了，今年我厂网站通过国家互联网信息中心几个月的审查备案成为国内顶级域名，是正规守信网站。目前国内独家生产，焊料独家供应，这样可帮助想赚钱的用户也做独家生意，无人竞争，这就要看你自己想做不想做。

经营技巧：无论在县，还是在农村，到处都有生意可做，还没有人与你竞争，干净卫生，目前有的女同志也在做。比如在浙江绍兴，我厂就有一位女用户每天在菜市街前摆摊一天收入都在200~400元不等，轻松不累，印了个小广告牌，往那一放，每天过往人多，拿去焊补的，还有好多请她上门焊补。在东莞有一位外地打工用户，是一家制冷设备有限公司铜管焊接工人，当工人期间一个月工资才3500元，后来他发现我厂焊机比他们公司用全自动焊机配进口焊料，焊接光滑，成本又低得很多，他与老板协商后自己组织工人，买了我厂10多台焊机，承包下公司铜管对接，三通、四通对接，按件与公司结算。这样对公司来讲，节省不少成本，又少管理一些人员，对我厂用户来讲，从他原来月工资3500元，一下月赚4万元。

目前就是靠冷门技术赚钱快！江西南昌一位用户承包下5家服装公司，专门焊接一些塑料周转箱，公司老板们都要求他最少一个月要上门3~5次。用的多坏的也会多，他发焊料一买都在200~300斤，还有的联系宾馆饭店，卖地板砖的老板焊补高档地板砖，一天赚200~300元没有任何问题。他们从厂家拉回一车都会有掉豁烂角的，那一张可是几十元呀，好的100多元，无人会焊补。修理小汽车处也是一个长期最稳定可赚钱的生意单位，你可到当地看看，修车一般不会焊接的，以后社会发展小汽车还会越来越多的，开的多坏的就会多，焊接就会多，他们就会找焊补的，只要有技术焊接漂亮，你还能会找不到生意做吗？目前修车的一旦发现修理的车上有坏的部件，都会卸下，拿到别处去焊接，跑腿不说，有时焊接的还不是多好。如果你也会焊接，并且可上门服务，焊接又漂亮，你想想，他们还会找别人焊补吗？比如油箱吧，我们给别人焊接一只收费20~100元以上，这就要看看什么人的车，价值多少，收费也会不一样的。市场上你可到当地问问氧气焊接，他们都会讲焊接会爆炸的，可我厂焊机焊接很安全，焊接光滑，几角钱成本收费就会几十元不等。

对于宣传这块，你也可以印刷一些名片，凡是焊接过的用户都要发名片一张，或者到小区宣传栏做广告。我去过天津、上海、哈尔滨、广东，以及国外等一些地区，看到采用这种宣传方式，到处都有，看来这也是我厂用户采用的最简单、便捷、有效的快速宣传方式。不妨大家也可一试，别人都能做你也可以做的。目前有好多上班族，也都加入购买我厂焊机行列，利用业余做第二职业，同时也只有我厂焊机他们能做好。平时宣传，有用户联系后可利用业余去做，实现上班业余两收入双赢的效果。生意是慢慢做大的，只要你坚持，就一定会成功的，还是那句话，只要你地没人做，早日引进，走在别人前面定会成功。做独家冷门生意是目前改革开放年代赚钱的最佳选择。

有何功能：不但可焊多种塑料制品，焊皮鞋、雨鞋、牛筋雨鞋、塑料鞋、焊玻璃、焊土烧陶瓷器件，有个别用户给大酒店焊补高档盘子月利润几千元，给脱瓷物品上瓷铀，还可以焊不少小五金制品，譬如：生铁锅、铝锅、铝盆、炒锅、生铁管道、机体、铝水箱、铝机壳、汽车铜水箱、油箱、油桶、铁皮、北方家家户户用的暖气片、铜火锅、不锈钢锅盆、铜管、超导暖气管等一些小五金制品，同时又可焊汽车上塑料保险杠、电瓶车塑料外壳，电瓶软、硬外壳、楼房外上下水管道、家电批发处洗衣机、冰箱等下面的塑料底座（从厂家拉回时坏的多），食品厂品酒厂塑料周转箱、塑料水箱、饮水机厂储水桶，给小玻璃瓶封口，加工金银首饰（我厂卖有加工工具及配用原料395元一套，配合焊机才能用）等，以上氧气焊、电气焊不易焊接，焊什么用什么原料。

这些焊接都是市场别人不好焊接的，我厂焊接就好焊接，利润又大，一元成本根据焊接物品不同赚钱也是不一样的，可收入几元，几十元，100元，高达2000元。比如一元成本焊接一只30元的炒锅，可赚5~10多元，要是焊接汽车上铝增压器，买新的要1000多元，一元成本的料可焊接20个口子，我们当地焊接一只口100元，利润多大都会知道吧。

目前我厂用户一天收入150~500元的很多，还有收入更多的。今年从广东、浙江等一带来买焊机的好多是打工的。听他们讲，打工多年啦，也没有赚到多少钱，年龄也大了，目前生意太难做，有的做了几项生意都赔钱了，想来想去，还是认为做焊补最稳定，赚钱。国家专利，竞争的少，被焊接的物品太多啦，只要技术好到哪里都能稳定赚到钱的。

火热购买中：以下是套餐邮寄价格，自己选择购买，焊机、焊料我厂独家所有，只有别人买不到，这样你在当地才能做独家生意赚大钱，焊料有20多种不同样，汇款多买的多，搭配价格也低。

春节前汇款达到2000元以上就送太阳能照明验钞手电筒一只+脏污一擦净一只。

套餐一：汇款690元，发简装型无电焊机一台+焊接系列厚薄铝、生铁、塑料焊料+文字图解详细技术、光盘，别的可先不买，这一件重量有14斤左右。慢件发货，根据远近会8~15天到达用户手中。

套餐二：汇款824元，发精装金属外壳进口烤漆型无电焊机一台+焊接系列厚薄铝、生铁、塑料焊料+文字图解详细技术、光盘，别的可先不买，这一件重量有19斤左右。慢件发货，根据远近会8~15天到达用户手中。

套餐三：汇款2060元，发简装型无电焊机一台+少量系列焊料一套+文字图解详细技术、光盘，慢件发货，根据远近会8~15天到达用户手中。

套餐四：汇款2215元，发精装金属外壳进口烤漆型无电焊机一台+少量系列焊料一套+文字图解详细技术、光盘，搭配快件发货（快件4~5天到达）。

套餐五：汇款2685元就发价值2985元（含有免费送的300元焊料），发简装型无电焊机一台+系列焊料+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买）+详细文字图解技术、光盘，一件重量有47~49斤左右（看包装箱大小），快件发货到用户手中。

套餐六：汇款2795元就发3095元（含有免费送的300元焊料），发精装金属外壳进口烤漆型无电焊机一台+系列焊料配件+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买）+文字图解详细技术、光盘，快件发货到用户手中。

套餐七：汇款2500元发精制木壳汽车喷漆外壳，有电无电两用型焊机一台+系列焊料配件+文字图解详细技术、光盘，快件4—5天发货到用户手中。

套餐八：汇款2590元发精制金属壳体进口烤漆外壳，有电无电两用型焊机一台+系列焊料配件+文字图解详细技术、光盘，快件4—5天发货到用户手中。

套餐九：匯款3185元就发3485元（含有免费送的300元焊料），发精制木壳汽车喷漆外壳，有电无电两用型焊机一台+系列焊料配件+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买）+文字图解详细技术、光盘，快件发货，一件重量59--60斤左右（看包装箱大小）。

套餐十：汇款3235元就发3535元（含有免费送的300元焊料），发精制金属壳体进口烤漆外壳，有电无电两用型焊机一台+系列焊料配件+开槽抛光打磨机一套（目前99%用户都要买）+文字图解详细技术、光盘，快件发货，一件重量59--60斤左右（看包装箱大小）。

套餐十一：焊机焊料一次买货达不到2000元，焊机就按单台价格计算发货。简装无电焊机单台邮寄350元，来人买270元，与2000元以上焊料一起买按310元发货。进口烤漆金属壳体精装型无电焊机单独邮寄一台480元，外形更漂亮。来买440元，与2000元以上焊料一起邮寄按460元一台。

有电无电两用焊机，汽车喷漆精制木壳机体单独邮寄500元一台（以后会主产金属壳体焊机），来买440元，与2000元以上焊料一起邮寄按470元，进口烤漆金属壳体有电无电两用焊机单独邮寄一台550元，外形更漂亮，来买490元，与2000元以上焊料一起邮寄按520元一台。

焊机上使用的焊枪，一台机器上只配一只，有不少用户使用中易丢失，本次想多买一只，邮寄价65元，质量好5—8年不会出现大毛病，小毛病自己可修，来买60元，如果你生意很好，也可多买一只，一台焊机上可接两只焊枪两人同时使用，

有不少户打来电话要手工加工金银首饰工具想配套多做生意，这套工具我厂有卖，可一起邮寄395元，买后配合焊机就能使用，加工出手镯、戒指、耳环等首饰制品，可配套多收入，同时免费送上光剂一斤价值90元，化料粉一斤价值50元，开始想学习打戒指的用户，必须先从这种学习，因为简单易学。

套餐十二：先汇款35元，快递邮寄部分焊接样品+焊接技术资料+部分焊接光盘+16开24页彩色资料，先看看后再买焊机、焊料。

多汇款就会多发货，我们有统一配货单，买得多价格也会很便宜，目前一次汇款3500~4000元也很多，要求焊料多配些，开槽抛光打磨机专门对小面积使用最漂亮，比如焊接塑料、玻璃、铝件、生铁件等件，必须先开槽再焊接，这样漂亮结实，来人100%都会买，目前汇款买套餐五，套餐六、套餐九、套餐十的最多，买的齐全价格配的低，焊料给的多，来人一看焊接好，一买都在3000~5000元以上，焊料都会多买些的。

无电焊机和有电无电两用焊机，功能是一样的，无电焊机流动最方便，有电无电两用型焊机固定最方便，两用焊机外观也漂亮些，操作比无电焊机方便，最适合老年人，残疾人，开门市部的使用最方便，我个人认为使用熟练后都是一样好用。另外两用焊机也可配用我厂出售的出口型逆变器，配合12伏24~36安电瓶使用，变压到220伏电源，配套流动使用也是很不错的。出口型逆变器我厂对外邮寄，与焊机一起邮寄185元，来买180元，单独邮寄220元，市场卖价360元，电瓶自己在当地购买，体大蓄电多些。

专用开槽、抛光、打磨机、与焊机一起邮寄价格是385元一套，专门对厚的物价小口开槽，焊接后抛光打磨使用最方便，还可切割，打洞，石碑上刻字，刻花纹，DIY工艺制作等用，目前来人99%都会买，使用很方便，配有系列磨头、磨轮等配件。是最适合的维修工具，又可帮助用户赚钱，工具全才好赚钱。

配套目前畅销产品：物品上脏污一擦净：比如锅上用久了灰尘很多，用别的方法不好清理，使用一擦净后，很简单就能去除，光亮如新，一件100只350元。目前好多客户专门下去推销现场表演，一天也卖几百元。

太阳能验钞照明钥匙挂手电筒：太阳一晒就有电，一件100只750元，人人需要，十分好卖，市场卖价15元以上好卖。

螺旋绞刀全自动焊机的应用 篇4

早期砖机生产厂主要采用耐磨焊条来堆焊绞刀, 主要存在以下问题: (1) 绞刀是螺旋面, 焊接难度大, 焊后表面不平整, 粗糙度大, 绞刀阻力大, 不出泥; (2) 用耐磨焊条制造绞刀, 工作效率低, 浪费大, 无法实现自动化焊接, 绞刀制造成本大。

北京固本合金丝出现后, 二氧化碳气体保护焊被引入了砖瓦绞刀堆焊, 其提供了一种能适应绞刀自动化堆焊的耐磨材料。砖机生产厂家绞刀生产量大, 对生产效率要求较高。北京固本合金丝的出现进一步推动了全自动绞刀堆焊设备的诞生。最近, 国内部分大型砖瓦机械生产厂陆续开发出了绞刀全自动焊机, 实现了绞刀堆焊完全自动化。

1 早期的绞刀堆焊设备

早期国内某些砖机厂开发过一些简易的螺旋绞刀的堆焊设备。最早的只是简单做一个绞刀堆焊辅具:由一根可转动的轴组成, 将绞刀套在轴上, 焊工一手拿焊枪, 一手缓慢的转动轴使绞刀顺焊接方向旋转, 如图1所示。之后部分工程师对原有设备进行了大规模的改进, 给转动轴安装了电机和减速器, 绞刀能自行转动, 但关键的技术问题——绞刀旋转与焊枪同步仍没有得到解决。只能焊工手拿焊枪顺着绞刀旋转方向焊接, 仍属于半自动设备。

2 全自动绞刀堆焊设备

绞刀堆焊设备进入半自动设备后, 由于当时国内没有适用于全自动绞刀堆焊设备的耐磨材料, 因此限制了全自动绞刀堆焊设备的进一步发展。固本合金丝出现后, 促进了绞刀全自动堆焊设备的发展。

目前, 国内大型砖机厂对原有绞刀堆焊设备进行了反复的试验和改进, 发现焊枪与绞刀旋转同步工作的问题, 单纯依靠机械是不能解决的, 只有数控系统才能解决。目前已使用的绞刀全自动堆焊设备, 通过十字架变位器实现绞刀的旋转, 在绞刀底座下方安装凸轮, 这样可保证绞刀旋转到焊接点时始终保持水平状态, 便于堆焊。另外, 焊枪固定在十字架上, 固本合金丝安装在焊接送丝机上。最重要的是焊机的电源系统与十字架的控制系统一起接入到数字控制柜中, 通过电脑编程实现焊枪与绞刀旋转的同步工作, 设备如图2所示。

全自动绞刀堆焊设备堆焊的绞刀具有以下特点: (1) 对于砖机生产厂家, 生产效率问题得到了根本解决。以50-50下级绞刀为例, 如果只堆焊绞刀的外圆7 cm, 堆焊一层, 厚度3 mm, 堆焊这样的一套50绞刀大概用时30 min～40 min, 消耗固本合金丝约4 kg, 工作效率和材料利用率大大提高; (2) 全自动堆焊的绞刀表面十分平整, 阻力最小 (如图3所示) ; (3) 使用全自动绞刀堆焊设备后, 绞刀堆焊劳动强度大大降低, 只要将绞刀安装于变位器上, 按下按钮, 就可实现全自动堆焊, 一个人就可实现以前几个人的工作量。

3 结论

全自动螺旋绞刀堆焊设备的出现, 并配合固本合金丝的使用, 将彻底解决砖机生产商螺旋绞刀制造效率慢, 劳动强度大的问题, 将绞刀堆焊工作由原来的手工操作演变为完全的自动化过程。

摘要：回顾了国内螺旋绞刀堆焊设备的发展, 并着重介绍了新型全自动螺旋绞刀堆焊设备的研制与应用。

电焊机工作原理及电焊机组成结构 篇5

电容与静电场

电容是指容纳电场的能力。任何静电场都是由许多个电容组成有静电场就有电容电容是用静电场描述的。

一般认为孤立导体与无穷远处构成电容导体接地等效于接到无穷远处并与大地连接成整体

电子制作中需要用到各种各样的电容器它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似通常简称其为电

容用字母C表示。顾名思义电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多但它们的基本结构和原理是 相同的。两片相距很近的金属中间被某物质固体、气体或液体所隔开就构成了电容器。两片金属称为的极板

中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容最多见的是电解电容 和瓷片电容。

不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的

电容量。电容的基本单位为法拉F。但实际上法拉是一个很不常用的单位因为电容器的容量往往比1法拉小

得多常用微法μF、纳法nF、皮法pF皮法又称微微法等它们的关系是1法拉F= 1000000微

法μF 1微法μF= 1000纳法nF= 1000000皮法pF

在电子线路中电容用来通过交流而阻隔直流也用来存储和释放电荷以充当滤波器平滑输出脉动信号。小

容量的电容通常在高频电路中使用如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。

而且还有一个特点一般1μF以上的电容均为电解电容而1μF以下的电容多为瓷片电容当然也有其他的比如

独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳里面充满了电解质并引出两个电极作为正+、负-极与其它电容器不同它们在电路中的极性不能接错而其他电容则没有极性。焊接人 免费下载 5 把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上过一会儿即使把电源断开两个引脚间仍然会有残留电压学

了以后的教程可以用万用表观察我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压积蓄起电能这个过

程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程称为电容器的放 电。

举一个现实生活中的例子我们看到市售的整流电源在拔下插头后上面的发光二极管还会继续亮一会儿然

后逐渐熄灭就是因为里面的电容事先存储了电能然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波

不知你有没有用整流电源听随身听的经历一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电

容造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容1000μF注意正极接正极一 般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响都要用至少1万微法以上的电容器来滤波滤波电容越大输出的电压波

形越接近直流而且大电容的储能作用使得突发的大信号到来时电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。

这时大电容的作用有点像水库使得原来汹涌的水流平滑地输出并可以保证下游大量用水时的供应。

电子电路中只有在电容器充电过程中才有电流流过充电过程结束后电容器是不能通过直流电的在电

路中起着“隔直流”的作用。电路中电容器常被用作耦合、旁路、滤波等都是利用它“通交流隔直流”的特性。

那么交流电为什么能够通过电容器呢我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变它的大小也在按规

律变化。电容器接在交流电源上电容器连续地充电、放电电路中就会流过与交流电变化规律一致(相位不同)的 充电电流和放电电流。

电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压电容

器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V10V16V25V50V等。[1] 电容器的型号命名方法

国产电容器的型号一般由四部分组成不适用于压敏、可变、真空电容器。依次分别代表名称、材料、分类 和序号。第一部分

名称用字母表示电容器用C。第二部分

材料用字母表示。第三部分 分类一般用数字表示个别用字母表示。第四部分

序号用数字表示。

用字母表示产品的材料A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频

陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介 电容分类

一、按照功能

1.名称聚酯涤纶电容 符号CL 电容量40p--4μ 额定电压63--630V 主要特点小体积大容量耐热耐湿稳定性差 应用对稳定性和损耗要求不高的低频电路 2.名称聚苯乙烯电容 符号CB 电容量10p--1μ 额定电压100V--30KV 主要特点稳定低损耗体积较大 应用对稳定性和损耗要求较高的电路 3.名称聚丙烯电容 符号CBB

电容量1000p--10μ 额定电压63--2000V 主要特点性能与聚苯相似但体积小稳定性略差

应用代替大部分聚苯或云母电容用于要求较高的电路

4.名称云母电容 焊接人 免费下载 6 符号CY 电容量10p--0.1μ 额定电压100V--7kV 主要特点高稳定性高可靠性温度系数小 应用高频振荡脉冲等要求较高的电路 5.名称高频瓷介电容 符号CC 电容量1--6800p 额定电压63--500V 主要特点高频损耗小稳定性好 应用高频电路

6.名称低频瓷介电容 符号CT

电容量10p--4.7μ 额定电压50V--100V 主要特点体积小价廉损耗大稳定性差 应用要求不高的低频电路 7.名称玻璃釉电容 符号CI

电容量10p--0.1μ 额定电压63--400V 主要特点稳定性较好损耗小耐高温200度 应用脉冲、耦合、旁路等电路 8.名称铝电解电容 符号(CD)电容量0.47--10000μ 额定电压6.3--450V 主要特点体积小容量大损耗大漏电大 应用电源滤波低频耦合去耦旁路等 9.名称钽电解电容 符号CA

电容量0.1--1000μ 额定电压6.3--125V 主要特点损耗、漏电小于铝电解电容 应用在要求高的电路中代替铝电解电容 10.名称空气介质可变电容器 符号

可变电容量100--1500p 主要特点损耗小效率高可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等 应用电子仪器广播电视设备等 11.名称薄膜介质可变电容器

符号

可变电容量15--550p 主要特点体积小重量轻损耗比空气介质的大

应用通讯广播接收机等 12.名称薄膜介质微调电容器

符号

可变电容量1--29p 主要特点损耗较大体积小

应用收录机电子仪器等电路作电路补偿 13.名称陶瓷介质微调电容器

符号

可变电容量0.3--22p 焊接人 免费下载 7 主要特点损耗较小体积较小

应用精密调谐的高频振荡回路 14.名称独石电容

容量范围0.5PF--1ΜF 耐压二倍额定电压。应用范围广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。

独石电容的特点电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定耐高温耐湿性好等。

最大的缺点是温度系数很高做振荡器的稳漂让人受不了我们做的一个555振荡器电容刚好在7805旁边

开机后用示波器看频率眼看着就慢慢变化后来换成涤纶电容就好多了。

就温漂而言独石为正温糸数+130左右CBB为负温系数-230用适当比例并联使用可使温漂降到很小。

就价格而言钽、铌电容最贵独石、CBB较便宜瓷片最低但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵云母电容Q 值较高也稍贵。

里面说独石又叫多层瓷介电容分两种类型1型性能挺好但容量小一般小于0。2U另一种叫II型容 量大但性能一般。

二、按照安装方式 插件电容、贴片电容

贴片电容

插件电容

电容的应用

很多电子产品中电容器都是必不可少的电子元器件它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多因此使用者不仅需要了解各

类电容器的性能指标和一般特性而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。下

文介绍电容器的主要参数及应用可供读者选择电容器种类时用。

1、标称电容量(CR)电容器产品标出的电容量值。

云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下)纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约

在0005μF10μF)通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。

2、类别温度范围电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围该范围取决于它相应类别的温度极限值

如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。

3、额定电压(UR)在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下可以连续施加在电容器上的最大直流电压

或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。

电容器应用在高压场合时必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的它除了可

以产生损坏设备的寄生信号外还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下电晕特别容易发生。对于所有的 电容器在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值。

4、损耗角正切(tanδ)在规定频率的正弦电压下电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。

这里需要解释一下在实际应用中电容器并不是一个纯电容其内部还有等效电阻它的简化等效电路如下

图所示。图中C为电容器的实际电容量Rs是电容器的串联等效电阻Rp是介质的绝缘电阻Ro是介质的吸收等焊接人 免费下载

效电阻。对于电子设备来说要求Rs愈小愈好也就是说要求损耗功率小其与电容的功率的夹角δ要小。

这个关系用下式来表达 tanδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此在应用当中应注意选择这个参数避免自身发热过大 以减少设备的失效性。

5、电容器的温度特性通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。

补充

1、电容在电路中一般用“C”加数字表示如C13表示编号为13的电容。电容是由两片金属膜紧靠中间用绝

缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。

电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小电容对交流信号的阻碍作用称为容抗它与交流信号的频率和电 容量有关。

容抗XC=1/2πf c(f表示交流信号的频率C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。

2、识别方法电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单

位用法拉F表示其它单位还有毫法mF、微法μF/mju:/、纳法nF、皮法pF。其中1法拉=1000 毫法mF1毫法=1000微法μF1微法=1000纳法(nF)1纳法=1000皮法(pF)容量大的电容其容量值在电容上直接标明如10 μF/16V

容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示

字母表示法1m=1000 μF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇第

三位数宇表示有效数字后面零的个数它们的单位都是pF。

如102表示标称容量为1000pF。221表示标称容量为220pF。

224表示标称容量为22x10(4)pF。

在这种表示法中有一个特殊情况就是当第三位数字用“9”表示时是用有效数宇乘上10-1来表示容量大小。

如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。

允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% 如一瓷片电容为104J表示容量为0.1 μF、误差为±5%。3使用寿命电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。

4绝缘电阻由于温升引起电子活动增加因此温度升高将使绝缘电阻降低。

电容器包括固定电容器和可变电容器两大类其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶

瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。

以下附表列出了常见电容器的字母符号。

电容分类 a.电解电容 b.固态电容 c.陶瓷电容 d.钽电解电容 e.云母电容 f.玻璃釉电容 g.聚苯乙烯电容 h.玻璃膜电容 i.合金电解电容 j.绦纶电容 k.聚丙烯电容 l.泥电解

m有极性有机薄膜电容 n.铝电解电容

5.电容的基本特性: 通交流隔直流通高频阻低频。电容一般的选用

低频中使用的范围较宽如可以使用高频特性比较差的但是在高频电路中就有了很大的限制了一旦选择不

当会影响电路的整体工作状态

一般的电源里用的有电解电容、和瓷片电容、但是在高频中就要使用云母等价格较贵的电容就不可以使用绦

纶的电容和电解的电容因为它们在高频情况下会形成电感以致影响电路的工作精度。电容器标称电容值 焊接人 免费下载 9 E24 E12 E6 E24 E12 E6 1.0 1.0 1.0 3.3 3.3 3.3 1.1 3.6 1.2 1.2 3.9 3.9 1.3 4.3 1.5 1.5 1.5 4.7 4.7 4.7 1.6 5.1 1.8 1.8 5.6 5.6 2.0 6.2 2.2 2.2 2.2 6.8 6.8 6.8 2.4 7.5 2.7 2.7 8.2 8.2 3.0 9.1 注用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量n为正或负整数。

主要参数的意义标称容量以及允许偏差目前我国采用的固定式标称容量系列是E24E12,E6系列。他们

分别使用的允许偏差是+-5% +-10% +-20%。电容器主要特性参数

1、标称电容量和允许偏差

标称电容量是标志在电容器上的电容量。

电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差在允许的偏差范围称精度。

精度等级与允许误差对应关系0001-±1%、002-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-+20%-10%、Ⅴ-+50%-20%、Ⅵ-+50%-30%

一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级根据用途选取。

2、额定电压

在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值一般直接标注在电容器外壳上

如果工作电压超过电容器的耐压电容器击穿造成不可修复的永久损坏。

3、绝缘电阻

直流电压加在电容上并产生漏电电流两者之比称为绝缘电阻.当电容较小时主要取决于电容的表面状态容量〉0.1uf时主要取决于介质的性能绝缘电阻越大越好。

电容的时间常数为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数他等于电容的绝缘电阻与容量的乘 积。

4、损耗

电容在电场作用下在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗

允许值电容的损耗主要由介质损耗电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。在直流电场的作用下电容器的损耗以漏导损耗的形式存在一般较小在交变电场的作用下电容的损耗不

仅与漏导有关而且与周期性的极化建立过程有关。

5、频率特性

随着频率的上升一般电容器的电容量呈现下降的规律。电容的潜在危险及安全性

在电容充电后关闭电源电容内的电荷仍可能储存很长的一段时间。此电荷足以产生电击或是破坏相连结的

仪器。一个抛弃式相机闪光模组由1.5V AA 干电池充电看似安全但其中的电容可能会充电到300V300V 的

电压产生的电击会使人非常疼痛甚至可能致命。

许多电容的等效串联电阻(ESR)低因此在短路时会产生大电流。在维修具有大电容的设备之前需确认电

容已经放电完毕。为了安全上的考量所有大电容在组装前需要放电。若是放在基板上的电容器可以在电容器旁 并联一泄放电阻(bleeder resistor)。在正常使用的泄放电阻的漏电流小不会影响其他电路。而在断电时泄放电

阻可提供电容放电的路径。高压的大电容在储存时需将其端子短路以确保其储存电荷均已放电因为若在安装电

容时,若电容突然放电产生的电压可能会造成危险。

大型老式的油浸电容器中含有多氯联苯(poly-chlorinated biphenyl)因此丢弃时需妥善处理若未妥善处理多

氯联苯会进入地下水中进而污染饮用水。多氯联苯是致癌物质微量就会对人体造成影响。若电容器的体积大

其危险性更大需要格外小心。新的电子零件中已不含多氯联苯。

高电压电容潜在的危险

在高电压和强电流下工作的电容有着超出一般的危险。

高电压电容在超出其标称电压下工作时有可能发生灾难性的损坏。绝缘材料的故障可能会导致在充满油通常焊接人 免费下载

这些油起隔绝空气的作用的小单元产生电弧致使绝缘液体蒸发引起电容凸出、破裂甚至爆炸而爆炸会将易燃 的油弄的到处都是、起火、损坏附近的设备。硬包装的圆柱状玻璃或塑料电容比起通常长方体包装的电容更容易炸

裂而后者不容易在高压下裂开。

被用在射频电路中和长期在强电流环境工作的电容会过热特别是电容中心的卷筒。即使外部环境温度较低

但这些热量不能及时散发出去集聚在内部可能会迅速导致内部高热从而导致电容损坏。在高能环境下工作的电容组如果其中一个出现故障使电流突然切断其他电容中储存的能量会涌向出故障 的电容这就即有可能出现猛烈的爆炸。

高电压真空电容即使在正确的使用时也会发出一定的X射线。适当的密封、熔融fusing和预防性的维护会

帮助减少这些潜在的危险。

焊机电原理图220V焊机

焊接人 免费下载 11

焊机接线图220V焊机 焊接人 免费下载 12

焊接人 免费下载 13 焊机接线图380V焊机

WSM315、400、500 逆变焊机接线图

焊接人 免费下载 14 变压器工作原理 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件当初级线圈中通有交流电流时铁芯或磁芯中便产生交流磁

通使次级线圈中感应出电压或电流。变压器由铁芯或磁芯和线圈组成线圈有两个或两个以上的绕组

其中接电源的绕组叫初级线圈其余的绕组叫次级线圈。

一、分类

按冷却方式分类干式自冷变压器、油浸自冷变压器、氟化物蒸发冷却变压器。按防潮方式分类开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。

按铁芯或线圈结构分类芯式变压器插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯、壳式变压器插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯、环型变压器、金属箔变压器。按电源相数分类单相变压器、三相变压器、多相变压器。

按用途分类电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

二、电源变压器的特性参数 1工作频率

变压器铁芯损耗与频率关系很大故应根据使用频率来设计和使用这种频率称工作频率。2额定功率

在规定的频率和电压下变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。3额定电压

指在变压器的线圈上所允许施加的电压工作时不得大于规定值。4电压比

指变压器初级电压和次级电压的比值有空载电压比和负载电压比的区别。5空载电流

变压器次级开路时初级仍有一定的电流这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流产生磁通和铁

损电流由铁芯损耗引起组成。对于50Hz电源变压器而言空载电流基本上等于磁化电流。6空载损耗

指变压器次级开路时在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的

损耗铜损这部分损耗很小。7效率

指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大效率就愈高。8绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高 低和潮湿程度有关。

三、音频变压器和高频变压器特性参数 1频率响应

指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。2通频带

如果变压器在中间频率的输出电压为U0当输出电压输入电压保持不变下降到0.707U0时的频率范围

称为变压器的通频带B。3初、次级阻抗比

变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。

在阻抗匹配的情况下变压器工作在最佳状态传输效率最高。

四、原理演示 焊接人 免费下载 15 变压器的基本原理是电磁感应原理现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理如上图当一次侧绕

组上加上电压ú1时流过电流í1在铁芯中就产生交变磁通?1这些磁通称为主磁通在它作用下两侧绕组分

别感应电势é1é2感应电势公式为E=4.44fN?m 式中E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数

?m--主磁通最大值

由于二次绕组与一次绕组匝数不同感应电势E1和E2大小也不同当略去内阻抗压降后电压ú1和ú2大 小也就不同。

当变压器二次侧空载时一次侧仅流过主磁通的电流í0这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载

电流í2时也在铁芯中产生磁通力图改变主磁通但一次电压不变时主磁通是不变的一次侧就要流过两部分

电流一部分为激磁电流í0一部分为用来平衡í2所以这部分电流随着í2变化而变化。当电流乘以匝数时就 是磁势。

上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。

电子变压器工作原理图

电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电然后用电子元件组成一

个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具

有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。下面一种电子变压器电路图的分析输入为AC220V输出为AC12V功率可达50W。它主要是在高频电子

镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路其性能稳定体积小功率大因而克服了传统的硅钢片变压器

体大、笨重、价高等缺点。

电子变压器电路图: 焊接人 免费下载 16 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似二极管VD1VD4构成整流

桥把市电变成直流电由振荡变压器T1三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路将脉动直流变成高频电流然

后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻R2、电容C1和双

向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005其B为152 0倍。也可用C3093等

BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制用音频线绕

制在 H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为045mm高强度漆包线绕100匝T2b用直径为125mm高强 度漆包线绕8匝。二极管VD1VD4选用 IN4007型双向触发二极管选用DB3型电容C1C3选用聚丙聚酯

涤纶电容耐压250V。

此电子变压器电路工作时A点工作电压约为12VB点约为25VC点约为105VD点约为10V。如果电压

不满足上述数值或电子变压器电路不振荡则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良 好T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后可装入用金属材料制作的小盒内发利于屏蔽

和散热但必须注意电路与外壳的绝缘。引外改变T2 a、b二线圈的匝数则可改变输出的高频电压。

电子变压器的重要技术 电源技术对电子变压器的要求像所有作为商品的产品一样是在具体使用条件下完成具体的功 能中追求性能价格比最好。有时可能偏重价格和成本有时可能偏重效率和性能。现在轻、薄、短、小成为电子变压器的发展方向是强调降低成本。从总的要求出发可以对电子变压器得出四项具体

要求使用条件完成功能提高效率降低成本。1 使用条件

电子变压器的使用条件包括两方面内容可*性和电磁兼容性。以前只注意可*性现在由于环

境保护意识增强必须注意电磁兼容性。

可*性是指在具体的使用条件下电子变压器能正常工作到使用寿命为止。一般使用条件中对电

子变压器影响最大的是环境温度。决定电子变压器受温度影响强度的参数是软磁材料的居里点。软磁

材料居里点高受温度影响小软磁材料居里点低对温度变化比较敏感受温度影响大。例如锰锌

铁氧体的居里点只有 215℃ 比较低磁通密度、磁导率和损耗都随温度发生变化除正常温度 25℃

而外还要给出 60℃  80℃  100℃ 时的各种参数数据。因此锰锌铁氧体磁芯的工作温度一

般限制在 100℃ 以下也就是环境温度为 40℃ 时温升必须低于 60℃。钴基非晶合金的居里点

为 205℃ 也低使用温度也限制在 100℃ 以下。铁基非晶合金的居里点为 370℃ 可以在

150℃  180℃ 以下使用。高磁导坡莫合金的居里点为 460℃ 至 480℃ 可以在 200℃  250℃

以下使用。微晶纳米晶合金的居里点为 600℃ 取向硅钢居里点为 730℃ 可以在 300℃  400℃ 焊接人 免费下载 17 下使用。

电磁兼容性是指电子变压器既不产生对外界的电磁干扰又能承受外界的电磁干扰。电磁干扰包

括可听见的音频噪声和听不见的高频噪声。电子变压器产生电磁干扰的主要原因是磁芯的磁致伸缩。磁致伸缩系数大的软磁材料产生的电磁干扰大。铁基非晶合金的磁致伸缩系数通常为最大 27   ×10  6 必须采取减少噪声抑制干扰的措施。高磁导 Ni50 坡莫合金的磁致伸缩系数为

25×10  6 锰锌铁氧体的磁致伸缩系数为 21×10  6。以上这 3 种软磁材料属于容易产生电

磁干扰的材料在应用中要注意。3 取向硅钢的磁致伸缩系数为 1  3  ×10  6 微晶

纳米晶合金的磁致伸缩系数为 0.5  2  ×10  6。这 2 种软磁材料属于比较容易产生电磁 干扰的材料。6.5 硅钢的磁致伸缩系数为 0.1×10  6 高磁导 Ni80 坡莫合金的磁致伸缩系

数为 0.1  0.5  ×10  6 钴基非晶合金的磁致伸缩系数为 0.1×10  6 以下。这 3 种

软磁材料属于不太容易产生电磁干扰的材料。由磁致伸缩产生的电磁干扰的频率一般与电子变压器的

工作频率相同。如果有低于或高于工作频率的电磁干扰那是由其他原因产生的。2 完成功能

电子变压器从功能上区分主要有变压器和电感器 2 种。特殊元件完成的功能另外讨论。变压器

完成的功能有 3 个功率传送、电压变换和绝缘隔离。电感器完成功能有 2 个功率传送和纹波抑 制。

功率传送有 2 种方式。第一种是变压器传送方式即外加在变压器原绕组上的交变电压在磁

芯中产生磁通变化使副绕组感应电压加在负载上从而使电功率从原边传送到副边。传送功率的

大小决定于感应电压也就是决定于单位时间内的磁通密度变量 ΔB。ΔB 与磁导率无关而与饱

和磁通密度 Bs 和剩余磁通密度 Br 有关。从饱和磁通密度来看各种软磁材料的 Bs 从大到小的顺

序为铁钴合金为 2.3  2.4T 硅钢为 1.75  2.2T 铁基非晶合金为 1.25  1.75T 铁基

微晶纳米晶合金为 1.1  1.5T 铁硅铝合金为 1.0  1.6T 高磁导铁镍坡莫合金为 0.8 

1.6T 钴基非晶合金为 0.5  1.4T 铁铝合金为 0.7  1.3T 铁镍基非晶合金为 0.4 

0.7T 锰锌铁氧体为 0.3  0.7T。作为电子变压器的磁芯用材料硅钢和铁基非晶合金占优势

而锰锌铁氧体处于劣势。

功率传送的第二种是电感器传送方式即输入给电感器绕组的电能使磁芯激磁变为磁能储存

起来然后通过去磁变成电能释放给负载。传送功率的大小决定于电感器磁芯的储能也就是决定于 电感器的电感量。电感量不直接与饱和磁通密度有关而与磁导率有关磁导率高电感量大储能

多传送功率大。各种软磁材料的磁导率从大到小顺序为 Ni80 坡莫合金为 1.2  3  ×106 

钴基非晶合金为 1  1.5  ×106 铁基微晶纳米晶合金为 5  8  ×105 铁基非晶合

金为 2  5  ×105  Ni50 坡莫合金为 1  3  ×105 硅钢为 2  9  ×104 

锰锌铁氧体为 1  3  ×104。作为电感器的磁芯用材料 Ni80 坡莫合金、钴基非晶合金、铁基微晶纳米晶合金占优势硅钢和锰锌铁氧体处于劣势。

传送功率大小还与单位时间内的传送次数有关即与电子变压器的工作频率有关。工作频率越

高在同样尺寸的磁芯和线圈参数下传送的功率越大。

电压变换通过变压器原绕组和副绕组匝数比来完成不管功率传送大小如何原边和副边的电压

变换比等于原绕组和副绕组匝数比。

绝缘隔离通过变压器原绕组和副绕组的绝缘结构来完成。绝缘结构的复杂程度与外加和变换的

电压大小有关电压越高绝缘结构越复杂。

纹波抑制通过电感器的自感电势来实现。只要通过电感器的电流发生变化线圈在磁芯中产生的

磁通也会发生变化使电感器的线圈两端出现自感电势其方向与外加电压方向相反从而阻止电流 的变化。纹波的变化频率比基频高电流纹波的电流频率比基频大因此更能被电感器产生的自感 电势抑制。

电感器对纹波抑制的能力决定于自感电势的大小也就是电感量大小与磁芯的磁导率有关

Ni80 坡莫合金、钴基非晶合金、铁基微晶纳米晶合金磁导率大处于优势硅钢和锰锌铁氧体磁导

率小处于劣势。焊接人 免费下载 18 3 提高效率

提高效率是对电源和电子变压器的普遍要求。虽然从单个电子变压器来看损耗不大。例如

100VA 电源变压器效率为 98 时损耗只有 2W 并不多。但是成十万个、成百万个电源变压器

总损耗可能达到上十万 W 甚至上百万 W。还有许多电源变压器一直长期运行年总损耗相当可

观有可能达到上千万 kW·h。显然提高电子变压器的效率可以节约电力。节约电力后可以

少建发电站。少建发电站后可以少消耗煤和石油可以少排放 CO2  SO2  NOx 废气污水

烟尘和灰渣减少对环境的污染。既具有节约能源又具有保护环境的双重社会经济效益。因此提

高效率是对电子变压器的一个主要要求。

电子变压器的损耗包括磁芯损耗铁损和线圈损耗铜损。铁损只要电子变压器投入工作

一直存在是电子变压器损耗的主要部分。因此根据铁损选择磁芯材料是电子变压器设计的主要

内容铁损也成为评价软磁材料的一个主要参数。铁损与电子变压器磁芯的工作磁通密度和工作频率

有关在介绍软磁材料的铁损时必须说明是在什么工作磁通密度下和什么工作频率下的损耗。例如

P0.5/400 表示在工作磁通密度 0.5T 和工作频率 400Hz 下的铁损。P0.1/100k 表示在工作磁通

密度 0.1T 和工作频率 100kHz 下的铁损。

软磁材料包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。涡流损耗又与材料的电阻率 ρ 成反比。ρ 越

大涡流损耗越小。各种软磁材料的 ρ 从大到小的顺序为锰锌铁氧体为 108  109μΩ·cm 

铁镍基非晶合金为 150  180μΩ·cm 铁基非晶合金为 130  150μΩ·cm 钴基非晶合金为

 140μΩ·cm 高磁导坡莫合金为 40  80μΩ·cm 铁硅铝合金为 40  60μΩ·cm 

铁铝合金为 30  60μΩ·cm 硅钢为 40  50μΩ·cm 铁钴合金为 20  40μΩ·cm。因

此锰锌铁氧体的 ρ 比金属软磁材料高 106  107 倍在高频中涡流小应用占优势。但是当工

作频率超过一定值以后锰锌铁氧体磁性颗粒之内的绝缘体被击穿和熔化 ρ 变得相当小损耗迅

速上升到很高水平这个工作频率就是锰锌铁氧体的极限工作频率。

金属软磁材料厚度变薄也可以降低涡流损耗。根据现有的电子变压器使用金属软磁材料带材的

经验工作频率和带材厚度的关系为工频 50  60Hz 用 0.50  0.23mm  500  230μm 

中频 400Hz 至 1kHz 用 0.20  0.08mm  200  80μm  1kHz 至 20kHz 用 0.10  0.025mm  100  25μm 中高频 20kHz 至 100kHz 用 0.05  0.015mm  50  15μm 高频 100kHz 至 1MHz 用 0.02  0.005mm  20  5μm  1MHz 以上厚度小于 5μm。金属软磁材料带材

只要降到一定厚度涡流损耗可显著减少。不论是硅钢、坡莫合金还是钴基非晶合金和微晶纳米晶

合金都可以在中、高频电子变压器中使用和锰锌铁氧体竞争。4 降低成本

降低成本是对电子变压器的一个主要要求有时甚至是决定性的要求。电子变压器作为一种商品 和其他商品一样都面临着市场竞争。竞争的内容包括性能和成本两个方面缺一不可。不注意成本

往往会在竞争中被淘汰。

电子变压器的成本包括材料成本、制造成本和管理成本。降低成本要从这三个方面来考虑。软磁材料成本在电子变压器的材料成本中占有相当大的比例。根据现行的市场价格每 kg 重量 的软磁材料的价格从小到大的顺序是锰锌软磁铁氧体硅钢铁基非晶合金 Ni50 坡莫合金钴

基非晶合金 Ni80 坡莫合金。锰锌铁氧体在中高频范围内广泛应用硅钢在工频范围内广泛应用

最主要的原因之一就是价格便宜。

制造成本与设计和工艺有关。电子变压器所用的磁芯、线圈和总体结构的加工和装配工艺是复杂

还是简单需要人工占的比例多大是否需要工模具质量控制中需要检测的工序和参数有多少

要用什么检测仪器和设备这些都是降低制造成本时要考虑的问题。

管理成本一般约占材料和制造成本之和的 30 左右。如果管理得好充分利用人力和财力有

可能降到 20 左右。充分利用人力是指工时利用率要高减少管理人员和工人比例等等。充分利

用财力是指缩短生产周期减少库存加快资金流转等等。

所以一个好的电子变压器设计者除了要了解电子变压器的理论和设计方法而外还要了解各

种软磁材料电磁线绝缘材料的性能和价格还要了解磁芯加工和热处理工艺线圈绕制和绝缘处焊接人 免费下载

理工艺和结构组装工艺还要了解实现质量控制的检测参数和仪器设备还要了解生产管理的基本知

识以及电子变压器的市场动态等等。只有知识全面的设计者才能设计出性能好价格低的电子变压 器。

变压器三相绕组有星型联结、三角形联结与曲折联结等三种联结法。

在绕组联结中常用大写字母A、B、C表示高压绕组首端用X、Y、Z表示其末端用小写字母a、b、c表示低压绕组首端x、y、z表示其末端用o表示中性点。

新标准对星型、三角形和曲折形联结对高压绕组分别用符号Y、D、Z表示对中压和低压绕组

分别用y、d、z表示。有中性点引出时分别用YN、ZN和yn、zn表示。自藕变压器有公共部分的两绕

组中额定电压低的一个用符号a表示。变压器按高压、中压和低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组 的联结组。例如高压为Y低压为yn联结那么绕组联结组为Yyn。加上时钟法表示高低压侧相量

关系就是联结组别。

常用的三种联结组别有不同的特征 1 Y联结绕组电流等于线电流绕组电压等于线电压的1/√3且可以做成分级绝缘另外

中性点可以引出接地也可以用来实现四线制供电。这种联结的主要缺点是没有三次谐波电流的循环 回路。D联结D联结的特征与Y联结的特征正好相反。Z联结Z联结具有Y联结的优点匝数要比Y形联结多15.5%。成本较大。

据GB/T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》和GB/T10228-1997《干式电力变压器技

术参数和要求》规定配电变压器可采用Dyn11联结。而我国新颁布的国家规范《民用建筑电气设计 规范》、《工业与民用供配电系统设计规范》、《10KV及以下变电所设计规范》等推荐采用Dyn11联结

变压器用作配电变压器。现在国际上大多数国家的配电变压器均采用Dyn11联结主要是由于采用

Dyn11联结较之采用Yyn0联结有许多优点

3.1 D联结对抑制高次谐波的恶劣影响有很大作用

3.1.1 在D联结绕组中的三次谐波环流能够在变压器中产生三次谐波磁动势它与低压绕组的三

次谐波磁动势平衡抵消

3.1.2 高压相绕组的三次谐波电动势在D联结回路中环流三次谐波电流可在D联结的一次绕组

内形成环流使之不致注入公共的高压电网中去。3.2 Dyn11联结变压器的零序阻抗比Yyn0联结变压器小得多有利于低压单相接地短路故障的

切除。3.3 Dyn11联结变压器允许中性线电流达到相电流的75%以上。因此其承受不平衡负载的能力

远比Yyn0联结变压器大。

3.4 当高压侧一相熔丝熔断时Dyn11联结变压器另二相负载仍可运行而Yyn0却不行。因此在变压器联结组别选择中选择Dyn11联结变压器很有必要。由于Yyn0联结变压器高压

绕组的绝缘强度要求较之Dyn11联结变压器稍低所以不宜将Yyn0联结变压器改为Dyn11联结。

功 率 因 数 速 算 表

焊接人 免费下载 20

无功电度 功率因数 % 无功电度 功率因数 % 无功电度 功率因数 % 无功电度 功率因数 % 无功电度 功率因数

% 有功电度

有功电度 有功电度 有功电度 有功电度

自动点焊机 篇6

关键词：焊接速度,闭环控制,PLC

在现代焊接生产中, 自动电焊机的应用越来越广泛。而自动行走式焊机又是实现自动焊机的基础。自动行走焊机的使用不仅可以对焊接加工生产进行灵活操作, 而且可以对焊接参数进行精确控制。焊接速度是影响焊缝质量的重要因素之一[1]。因此, 要得到质量优良的焊缝, 保持焊接速度在焊接过程中的稳定是至关重要的。自动行走式电焊机可以对焊接速度实行精确闭环控制。本设计由直流伺服电动机驱动焊机行驶, PLC控制的伺服电动机旋转的闭环控制电路, 实现对焊接速度的精确控制。

1 系统组成

本系统应用PLC构成PWM直流调速系统, 其系统结构框图如图1所示:

本系统的控制部分由PLC来完成, 行走电机的速度通过变阻器给定, 速度检测部分由光电码盘来完成, 并将检测到的速度送给PLC。根据速度给定和反馈, 在PLC内部完成PI运算, 产生不同占空比的PWM波, 从而达到速度调节的目的。

行走电机的主回路采用H桥脉宽调制电路如图2所示, 它主要是由四个IGBT和四个续流二极管组成的桥式电路。行走电机的调速系统采用单极式控制, 当VT1、VT4导通时, 电机正转;VT2、VT3导通时, 电机反转。

本系统采用PWM方式进行调速的, 因此脉冲宽度与电枢电压之间存在着如下关系。Ud=T*U/Ts图3中T为脉冲宽度, Ts为脉冲周期, U为直流电源电压值。

2 驱动电路的电气原理图

在主电路与控制电路之间必须采取光电隔离措施, 以提高系统抗干扰措施。本系统采用日本东芝公司生产的带光电隔离的IGBT集成驱动芯片TLP250, 如图4所示。

只需将PLC生成的PWM信号接在TLP250芯片2、3管脚, 当光耦导通时, Tr1导通, Vcc近似等于Vo, 此时输出到MOSFET上的栅漏电压近似为15V, 完全达到驱动MOSFET的要求;当光耦截止时, Tr2导通, Vo近似等于GND, 此时输出到MOSFET上的栅漏电压近似为0V, MOSFET关断。可见, 选用TLP250芯片既保证了功率驱动电路与PWM脉宽调制电路的可靠隔离, 又具备了直接驱动IGBT的能力, 同常规的采用光耦隔离、运放驱动的设计方法相比, 该方案具有设计简单、可靠性高的特点。驱动电路图如下:

3 焊接速度的测量

为了测量出焊接速度, 通过在焊接电机上安装光电码盘来完成。这样不仅可以检测到准确的焊接速度, 而且还能减少焊接环境对速度检测值的干扰。光电码盘的脉冲输出和PLC的高速输入口 (I0.0) 相连。焊接时, 焊接小车在行走电机的驱动下向前行驶, 这样就有脉冲信号传送到PLC中。PLC通过高速计数器接收脉冲信号即可求得行走电机的旋转速度:

式中:n为电机的转速;N为光电码盘每转产生的脉冲数;m1为ts内记录的脉冲数;ts为记录时间。PLC将此速度值与原始设定的数值相比较后控制输出PWM波的占空比, 以此来改变加在伺服电动机电枢上的电压, 从而控制焊接小车的行走速度。

4 系统的软件设计

PID (比例、积分、微分) 控制技术是控制系统中最成熟的一种控制方法, 该方法原理简单, 实现方便, 适应性强, 因此在工业控制中应用十分广泛。在焊接控制系统中, 焊接速度控制系统采用比例、积分环节即可得到满意的控制效果, 因此在控制系统中采用了PI (比例、积分) 控制方式。PI控制数学模型的微分方程为

式中, e为系统偏差;Kp为比例系数;Ti为积分时间常数。

PLC控制系统中需要采用数字PI控制, 其基本算法通常分为位置式和增量式两种算法[2]。位置式算法在计算时输出控制量的值从初始状态开始不断累加, 导致计算量很大、占用存储空间大、花费时间多, 变量容易出现溢出。而增量式算法只需计算当前采样时刻的偏差值和取上一次的偏差值, 这样可以节省内存空间和计算时间。因此, 在PI计算时采用了增量式算法。数字PI控制的增量算式的离散化方程, 即

其中, Kp为比例系数;Ti为积分时间常数;T为采样时间。

PLC对焊接行走电机的主程序流程图见图6。

5 实验结果

试验时, 通过在线调整给定值, 在PID调节控制面板上观察对焊接速度的控制效果。试验结果见图7。试验结果表明, 改变行走电机的速度给定, 行驶速度能够很好的跟随给定值变化, 并且很快达到稳定。这样就保证了在焊接过程中焊接速度的稳定, 满足了设计要求。

6 结论

采用PLC对电焊机的行驶速度实行闭环控制, 保证了在焊接过程中焊接速度的稳定, 确保了焊接质量。

参考文献

[1]胡绳荪.焊接自动化技术及其应用[M].北京:机械工业出版社, 2007.2[1]胡绳荪.焊接自动化技术及其应用[M].北京:机械工业出版社, 2007.2

[2]刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真[M].北京:电子工业出版社, 2004.9[2]刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真[M].北京:电子工业出版社, 2004.9

自动点焊机 篇7

在工控系统中,可编程逻辑控制器,运动控制卡等都是常用的控制设备。如何根据仪器的使用特点与精度要求将各控制设备结合应用,发挥各控制设备的性能优势,实现低成本、快速可靠的仪器设计是系统设计研制过程中必须考虑的因素。

超声波金属压焊机因其具有熔合强度高、焊接后导电性好、焊接时间短,不需任何助焊剂与气体等优点在半导体制造业中有着广泛的应用。其焊接原理主要是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属工件表面,再施以一定的压力,使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,最终形成牢固的连接[1,2,3]。

2 超声波金属压焊机的引线框架传输

在半导体集成工业中,引线框架是指集成电路的芯片载体[4,5],是一种借助键合技术实现芯片内部电路引出端与外引线进行电气连接的关键结构件,它起到了和外部导线连接的桥梁作用。

在全自动超声波金属压焊机中,引线框架不再需要手动引导,由设备实现引线框架从框架盒送至输片轨道,再从输片轨道送至焊接区域这一传输过程。输片结构示意图如图1所示。

3 PLC与运动控制卡的结合运用

仪器的整体设计以工控机配合运动控制卡及可编程逻辑控制器(PLC)为基础来控制各个驱动模块。

在引线框架的传输部分,虽然对框架传送位置的精度要求不高,但框架的停止位置必须准确且重复性好以避免造成引线框架在焊接区域传送位置错误。框架的停止位置由轨道上的光纤传感器信号决定。为了使停止位置准确,停止动作及时,设计中以传感器信号的边沿触发作为驱动电路停止运行的条件。当由工控机配合运动控制卡进行边沿信号查询时,过程繁琐复杂,且往往会造成工控机占用率高或边沿捕捉不及时等问题。因此利用PLC可靠性高、可多任务共存、可及时准确捕捉并记忆边沿触发的特点,由PLC来控制传输驱动模块启停。但传输驱动模块的启动信号并不能完全由PLC控制,因为在传输引线框架时既要确保已有新的引线框架在输片轨道起始端准备好,又要确保在此时轨道上的焊接区域中没有正在焊接的引线框架。这就涉及到正确的时序设计与精确的位置定位,因此启动信号又要受工控机与运动控制卡控制。

为了使PLC给驱动模块发送启停信号的时序准确,选择运动控制卡的通用输出作为PLC的输入,由工控机来控制发送信号的时间。当一条新的芯片框架可传输的条件满足时,工控机通过运动控制卡给PLC发送触发信号;PLC接到触发信号后,向驱动模块发送启动运行信号以启动输片电机,将芯片框架传送到轨道上的焊接区域;在焊接区域中装有光纤传感器,为了使芯片框架的停止位置足够准确,将光纤传感器与PLC相连,PLC通过查询光纤传感器信号的边沿来控制驱动模块的停止。

3.1 PLC与控制卡的连接

设计中采用欧姆龙的CP系列继电器型PLC配合运动控制卡。由于运动控制卡的通用I/O可实现高至24V低至0V的电平输出,笔者在设计初期曾错误的将运动控制卡的输出直接与PLC输入端相连接,但在调试过程中二者之间始终无法进行正确的信号传输,后经分析PLC与控制卡的内部电路发现,PLC的输入端属于光电隔离电路,而控制卡的输出属于无源电路,因此无论工控机给控制卡何种信号输出指令,在PLC端始终都显示为低电平信号。

二者之间的正确连接如图2所示。

3.2 工控机的时序控制流程

工控机负责整机的动作控制与时序分配。对于引线框架传输系统,工控机主要负责对当前工作状态的判断以及给PLC发送正确的动作指令,以完成对输片驱动模块的启停控制。当PLC轮询到焊接区域的传感器边沿信号时,表明引线框架已被传输到指定位置,这时PLC给输片驱动模块发送停止信号,同时给工控机一个传送到位状态信号。当工控机查询到框架到位信号后,就可以进行待焊芯片目标的对位、焊接等动作。工控机的控制流程如图3所示。

4 结论

在自制的超声波金属压焊机中,通过对使用特点与精度要求的分析,将PLC与运动控制卡结合应用,既保证了引线框架在输片轨道上的准确传输,又大大降低了系统设计的复杂程度,减轻了工控机的控制负担,让工控机有充分的处理时间与能力去进行复杂的图像识别与处理,精确的位置定位与校正等工作。

在仪器设备的研制开发过程中,要仔细分析系统的工作特点与各组成部分的精度要求和时序关系,充分发挥常用控制设备或模块的性能优势,合理地分配其在不同工作环节的控制任务与功能。在达到设计目的、满足使用需求的基础上还可节省生产成本、降低设计难度。

参考文献

[1]刘皓春,黄伟,杨敏,等.单片机控制的超声波焊接机的研究[J].武汉理工大学学报,2006(7):121-124.

[2]关长石,费玉石.超声波焊接原理与实践[J].机械设计与制造,2004(6):104-105.

[3]朱正宇,胡巧声.半导体封装超声波压焊的工艺参数优化[J].电子工业专用设备,2006,35(3):55-60.

[4]赵谢群.引线框架铜合金材料研究及开发进展[J].稀有金属,2003,27(6):54-58.

自动点焊机 篇8

随着水泥制管装备业的发展，诸如芯模振动等新型制管设备已得到广泛应用，但传统悬辊制管工艺因投资少，成品美观，在我国中小口径管子领域仍处于主导地位，近期内无法被完全取代。但解决悬辊轴的寿命问题一直是水泥制管行业的一大难题。我公司与唐山市龙禹水泥制品有限公司经过共同攻关，较为圆满地解决了这一难题，经过近两年的现场应用，效果非常理想，采用自动补焊设备修复的悬辊轴，和原工艺相比，使用寿命延长2倍以上，修复时间也大为缩短，在全社会大力提倡节能降耗的今天，尤其值得推广。

1 悬辊轴的工作条件及磨损形式

悬辊轴示意图见图1。

悬辊轴正常状态如图1(a)所示，在制管过程中，混凝土在离心力的作用下均匀摊铺于管模筒壁，并在离心、辊压、振动三重力的作用下，使混凝土密实成型。在此过程中，所有动力都是通过悬辊轴的旋转提供的。制管过程中，悬辊轴与模具挡圈及混凝土直接接触，在工作初期，悬辊轴与模具挡圈内孔摩擦传动，模具整个重量和逐步添入的混凝土的重量全部通过模具挡圈内孔作用在悬辊轴的两端，其间添入的混合料颗粒也会进入两端的传动摩擦面上造成强烈的冲击振动。进入工作中后期，随着混凝土逐渐填满模具，悬辊轴的接触面积才从两端向轴的全长分布。在整个工作过程中，悬辊轴与挡圈的接触面位置始终参与摩擦，所以表现为轴的两端位置磨损最为严重。当磨损量在径向达到5～10mm时，必须要修复，这一修复周期依规格不同大致在140～200h(以每天工作20h，单机产量8根计算)。

悬辊轴磨损后主要表现为两种形态：

(1)当悬辊轴材料含碳量较高时，其结合面主要是磨损，其形态如图1(b)所示，这种情况虽然耐磨性有所提高，但有时因强度高，工作过程中会发生断裂，或因含碳量较高，可焊性变差，悬辊轴两端焊缝会开裂。

(2)当悬辊轴所用材料含碳量较低时，除了和模具挡边结合面磨损外，还表现为压溃，这是因为材料强度、硬度较低，在高应力作用下，附近金属被压溃，如图1(c)所示。

所以，悬辊轴材料的选用也是要综合考虑的。

2 现行修复方法及存在的问题

多数企业一般采用补焊修复，用J506手弧焊条，沿轴向补焊，补焊2～3层，这种修复方式存在以下几个问题：

(1)焊接时悬辊轴受热不均匀，经常导致轴向弯曲变形，工作时造成“跳模”，严重时导致报废。

(2)焊接时局部过热，造成不同区域焊缝组织不均，强度变化很大，工作中磨损不一致，造成早期失圆，同时工作条件恶化。

(3)焊接两层以上时必须彻底清除焊渣，清渣不净往往产生夹渣、气孔、不熔合等焊接缺陷，在高压应力作用下产生裂纹，加快磨损，甚至层状剥落，缩短使用寿命。

(4)人工补焊时，由于受到单根焊条长度的限制，每次焊接焊道长度很短，必然存在大量引弧弧坑和收弧弧坑，造成补焊高低不均匀，外观很差，焊后必须进行车床加工。另外采用手弧焊接时，弧长也很难做到长短一致，电弧过长时，也会产生气孔。

(5)焊材利用率不高，每根焊条约有5%～10%不能使用，另外，使用焊条修复，很少有企业对焊条按要求进行烘干处理，焊条中所含水份，也会增加各种焊接缺陷的可能性。

(6)多数企业采用交流焊机修复，耗电较多。同时使用交流电源时容易产生各种气孔。

(7)工作效率低，修复一根规格为外径覫345mm的悬辊轴，1个操作工人需要3d。

针对传统修复方法存在的以上诸多不足，我公司和唐山市龙禹水泥制品有限公司共同合作，于2009年6月研制成功专门用于悬辊轴修复的新型设备———悬辊轴自动补焊机。

3 悬辊轴自动补焊机的结构、工作原理及修复效果

(1)悬辊轴自动补焊机结构和工作现场如图2所示，大致由床身、驱动系统、焊接系统、电控系统等构成。

(1)主机及驱动系统

由床身、驱动床头箱、尾座及调节滚轮等部分组成，用于完成对被焊悬辊轴的定位及直径和长度方向的调节，并实现被焊悬辊轴的径向旋转，旋转速度可实现无级调节，以适应不同规格的焊接速度的需要。

(2)焊接系统

由焊接电源、一套或两套KR-500 CO2气体保护焊机、送丝系统、焊枪及焊枪行走机构、气源及供气系统组成，该系统提供焊接能量、焊接规范的调节、焊枪运动和气量的调节。

(3)电控系统

由PLC、显示屏、伺服系统等构成，该系统实现设备的动作控制，不同规格悬辊轴焊接速度的设定，各种规格悬辊轴补焊区域的长度参数、旋转速度参数和焊枪运动速度参数的输入或存储等。

(2)采用自动补焊设备和传统补焊工艺相比具有诸多优点，具体体现在：

(1)采用自动设备焊接时，由于悬辊轴沿轴向旋转，焊枪沿悬辊轴轴向做直线运动，焊道呈螺状均匀布于悬辊轴周围方向，悬辊轴受热均匀，焊道成型美观，搭接宽度完全一致，同时后圈焊缝对前圈焊缝具有附加热处理的作用，可有效减少焊接应力的产生，修复后既使不进行机床加工，也可直接使用，整个焊接过程中不会产生弯曲变形。

(2)采用焊丝作为焊接材料，无需清理焊渣，大幅度提高工作效率，尤其是多层焊接时，不会因清渣不彻底而影响质量———如产生夹渣，裂纹等。

(3)采用自动设备焊接时，得到的是连续的焊道，无多次引弧所产生的大量弧坑和多次搭接所产生的焊道凸起。同时由于连续施焊，焊道各处受热均匀，冷却速度一致，可确保焊缝组织均匀，强度、硬度一致，另外，由于焊接时弧长恒定，气体保护良好，产生气孔的可能性也大为减少。

(4)采用焊丝后，焊材的利用率几乎达到100%，而不像使用焊条时，每根焊条要剩余5%～10%白白浪费。

(5)节电效果：手工电弧焊多采用交流电源，而气体保护焊采用直流电源，如果单从电耗方面比较，直流电源要比交流电源节电10%～20%，另外，直流电源所得到的焊缝金属组织要优于交流电源。

(6)采用自动焊接设备修复，因为焊道连续，且无需清理焊道，被焊件在设备上自动旋转，工作效率大幅提高，修复时间由原来的3d缩短至6h，修复时间缩短4倍左右。

(7)采用焊丝做为焊接材料(H08MnSiA)，和普通J506手工焊条相比，其焊后表面硬度有所提高，另外，由于焊丝表面经过镀铜处理，无水份带入焊缝，无需像使用手弧焊条用前须进行烘干处理。同时焊缝组织基体结合强度也得到提高，在高的压应力作用下，无压溃现象发生，修复周期从原工艺的10d左右延长至现行工艺的20d左右，修复后，寿命提高2倍左右。

(8)采用自动设备修复，操作人员可远离高温区域，工作条件得到改善，也无需高技能的焊工即可操作设备。

(9)为防止经常断轴，悬辊轴采用材料硬度较低时，为了提高整体耐磨性，避免压溃，可对悬辊轴进行表面改性处理，即采用自动补焊机在悬辊轴表面堆焊2～3层，以提高表面耐磨性，同时保留悬辊轴心部韧性，从而使悬辊轴获得综合机械性能。

(10)由于修复时间的大大缩短、修复后使用寿命大大延长，悬辊机的实际工作时间也得到延长。

(3)自动焊接设备补焊的参数及实际效果

(1)补焊参数

电流180A、电压28V、焊丝直径1.2mm、焊接速度200mm/min、CO2气体流量15L/min。

(2)补焊效果见图3。

4 两种修复方法的绩效对比

以修复外径覫345mm悬滚轴为例，两种修复方法的绩效见表1。

5 结束语

注：(1)以全年生产11个月(330d)、每天工作20h计。(2)人工费按90元/d计。(3)焊丝价格7.1元/kg,J506焊条价格6元kg计。(4)其它费用未在统计之内。

自动点焊机 篇9

关键词：焊机自动测试系统,虚拟技术,分析

随着时代的进步和发展, 如今投入了诸多机型的电焊机, 如多功能逆变电焊机、全数字电焊机等, 有着更多的检测项目和要求, 过去测试中, 通常将传统的电压表、电流表、功率表等应用过来, 这样就出现了诸多的问题, 无法自动化的检测, 也可以自动判断处理焊机信号。如今采用的软硬件平台, 结合了Lab View软件和PXI硬件设备, 对虚拟仪器系统自主研发, 可以自动测试、异常判断电焊机。

1 系统组成

通常情况下, 会有高频信号干扰及引弧高电压产生于逆变焊机的检测过程中, 进而导致尖峰脉冲产生, 因此就将PXI硬件平台给利用过来, 以此来促使系统的稳定性和抗干扰性得到提升。系统将数字IO控制焊机输入输出变化及测试电路变换应用过来, 在信号分析方面采用的是数字化仪和NI-SCOPE驱动软件, 对于各项电压、电流、转速和时间参数等信号, 则是利用数字万用表和计数器卡来采集测量, 利用Lab View软件来自动判断检测到的结果, 并且采取相应的控制处理措施, 有着友好的人机界面, 这样就可以有效调节检测过程中的电气参数, 并且不会因为人为因素而有检测失误或者其他问题出现。Lab View软件附带的相关工具包, 可以将检测数据存为Access数据库, 这样以后可以更加方便的统计分析检测结果。

2 电焊机的外部模拟电路控制

除了应用PXI-6528数字IO卡之外, 还将NIDAQ测试驱动程序给应用过来, 这样就可以有效控制电焊机输入状态。比如赫兹转换、单相三相转换等等。在控制焊机的输出负载方面, 以数字的形式来控制负载的大小, 如果将13个负载接入进来, 那么组合出来的阻值就非常的多, 这样全系列电焊机的负载输出特性要求就可以得到满足。

各个通道隔离的控制模块是PXI-6528, 对于焊机输出造成的各种压力冲击可以有效的承受, 比如高频干扰、尖峰高电压等, 这样就不会因为设备或者人为错误, 而导致各类损失的出现。

对于焊机外部输出电平节点的数字输入信号, 可以借助于PX-I-6528来进行检测, 这是因为其具备数字输入功能。如果在数字输入端口接入保护信号, 那么就可以从软硬件两个方面, 对整个系统的稳定运行给予保护, 那么整个测试系统的协调程度就可以得到增加。

3 各个测试点信号的精确测量

300V是PXI-4070的最大电压量程, 1A和100兆欧分别是最大电流量程和最大阻值量程, 并且还具备其他的一系列功能, 如对频率直接测量、晶体管导通等等, 同时它具有较高的分辨率, 对于各个测试点的检测需求都可以得到满足。配合PXI-6528来切换各个检测信号, 可以按照流程, 来对各个测试点信号进行自动检测。并且, 数字化仪功能也是PXI-4070所具备的, 可以直接分析处理一些简单的信号, 利用两块PXI-4070, 就可以有效的测量和分析三相电参数。对焊机输入的电压信号和电流信号分别采集, 将本软件的运算分析功能给应用过来, 就可以对电焊机的输入电压、电流、有功功率以及功率因数和频率等参数进行测量。

4 送丝转速和时间参数的测量

过去将传统的转速测量方式应用过来, 在实践过程中, 逐渐暴露出来了一系列的问题, 本种方式是配合使用60P/R的旋转编码器和线速转速表, 采样频率为每秒2次到5次之间, 如果送丝出现了不稳定状况, 那么就会有较大的误差出现于测量值中。本系统将PXI-6602应用过来, 并且搭配采用3000P/R的旋转编码器, 有着较快的采样频率, 每秒可以达到10k左右, 然后借助于平均值法来平滑处理转速值, 就可以稳定的测量转速。PXI-6602的采样频率为每秒80兆, 并且输入端口较多, 有八个左右。通过转换电路进行隔离, 可以对电焊机的提前送气、滞后停气时间以及电流上升时间、下降时间等诸多的信号进行测量, 这样逆变焊机测量的精确度就可以得到显著的提升。

5 焊机输出信号的精确分析

逆变焊机有着较为复杂的输出信号, 焊机如果机型不同, 就有着较大的差异存在于输出的电压电流信号之间, 其中, 多数信号都叠加了交流信号、高频信号和直流信号, 在实际焊接的过程中, 有着更加复杂的焊接波形, 将传统的电压表和电流表应用过来, 无法对实际结果进行准确的测量。而PXI-5112拥有两路输入通道, 最高采样率为100MHZ, 将10倍衰减的电压探头给利用过来, 可以直接测量焊机的电压输出信号。配合使用某公司的A6304XL电流探头和TM502A电流放大器, 可以测量500A的交直流电流信号。借助于NI SCOPE驱动软件, 可以对电压电流信号的采样方式进行设定, 对精确稳定的波形信号进行获取。虽然将传统的示波器给应用过来, 本类功能也可以实现, 但是在检测多功能焊机时, 有着较多的检测项目和较高的检测要求, 需要对测试量程反复设定, 并且对这些高级功能反复调用, 会花费大量的时间和精力, 并且需要目测判断检测结果, 采用手工的方式记录, 存在着诸多的弊端。而采用本系统, 借助于虚拟仪器平台, 则可以促使测试测量的自动化得到有效实现, 借助于软件程序, 来对各个测量硬件的使用进行控制, 促使出错概率得到了最大程度的减少。

在PXI机箱中, 利用插入的方式来安装PXI板卡, 这种独特的设计, 可以更加便利的开发产品, 更好的更新和维护板卡。相较于以往的版本, 本软件将大量的Express给集合了起来, 这样对于产品开发人员是非常大的优势。并且各个板卡都对软件包进行了携带, 借助于这些Express, 就可以在较短的时间内对检测系统的基本框架进行构建。

6 结束语

通过叙述分析我们可以得知, 焊机自动测试系统在焊机检测中具有一系列的优势, 因此得到了较为广泛的应用。在调试之后的运行过程中, 发现本测试系统可以稳定的运行, 有着较高的测量精度。相较于传统的老测试设备系统, 需要人工目测记录, 手工操作次数较多, 新系统可以促使测量时间得到较大程度的减少, 并且在其他方面也具有较大的优势, 比如信号处理、数据的采集和存储以及数据传输等等, 开发成本较低。并且, 可持续开发性是新系统和传统仪器相比具有的最大优势。

参考文献

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[2]李建周, 陈方权, 闫一柏.虚拟仪器技术在焊机噪声测试中的应用[J].机电工程, 2005, 2 (9) :88-90.

[3]宋志军.使用虚拟仪器构建焊机自动测试系统[J].世界产品与技术, 2006, 2 (2) :777-779.

[4]赵卫松.虚拟仪器在热处理炉温度监控系统中的应用[J].电焊机, 2009, 2 (6) :133-135.

自动点焊机 篇10

改革开放以来, 钢筋混凝土排水管无论是口径还是技术要求均发生了极大的变化。管子口径不断增大, 其装配形式早己由原先的刚性连接发展为以柔性连接为主, 应用领域也不断得到拓展, 上海用于电缆铺设的管子现在直径己达到覫4000mm。

要生产大口径 (覫3500~覫4000mm) 、高承载力的钢筋混凝土管的关键是要保证为管子提供能达到要求配筋率的钢筋骨架。而目前国内大部分厂家生产的滚焊机基本无法用于制作大口径钢筋骨架, 一般要想制作大口径钢筋骨架只能靠手工扎制。以覫3000mm管子为例, 其钢筋骨架如采用扎制焊接, 一般七个工人每班最多只能生产四个钢筋骨架, 生产效率极低、工人劳动强度较大。

本文以扬州市某公司开发生产的双筋并绕全自动滚焊机为例, 阐述了双筋并绕全自动滚焊机的技术改进、设计思路及技术特点。

1 技术改进

多年来, 通过使用、现场采集数据、分析, 对滚焊机进行了如下改进: (1) 用双筋覫10~覫12mm代替单筋覫14~覫16mm, 解决了大口径钢筋骨架在钢筋直径大于覫12mm时, 钢筋骨架难以成型的问题; (2) 将三相交流焊接改为三相硅整流焊接 (直流焊接) , 解决了电流不稳定, 功率使用过大的现象, 可节约用电2/3。

图1为双筋并绕全自动滚焊机。

2 设计思路

2.1 滚焊机双筋送丝结构的设计

因滚焊机的双筋导向过程比单筋导向过程所承受的阻力大, 为减小双筋在送丝过程中的阻力, 采用先将钢筋分别单筋逐渐导向, 最后一起导入双筋导向装置的方法。双筋导向装置包括一只导向轮和一只压筋轮, 当导入电极轮时进行环筋焊接, 这样既减小了绕丝的阻力, 又能保证钢筋缠绕的工艺要求。

2.2 滚焊机的焊接装置

目前国内生产排水管钢筋骨架滚焊机厂家, 一般均使用单相380V电源供电。由于使用了单相大功率焊接, 设备使用电流较大, 在使用2根覫12mm环筋焊接时, 单相电源根本无法实现。同时, 由于均使用单相交流焊接, 使电网电压易造成严重的不平衡, 从而易使其它设备不能正常使用。由于钢筋骨滚焊机是在旋转情况下实现焊接, 压力受到一定的限制, 特别在电力使用受限的厂家, 易造成钢筋骨架焊不牢而形成假焊、虚焊等现象, 从而严重影响了排水管的整体质量。特别在焊接大口径钢筋骨架 (钢筋直径覫10mm以上) 时, 根据焊接规范要求, 钢筋直径越粗, 锻造比越大, 需要焊接的时间越长, 电流越大, 电极的压力越高。如按照国家焊接标准规范, 交流焊接覫5mm纵环筋时, 电极压力只需0.45kN、时间100μs、电流1400A即可;但焊接覫10mm纵环筋时, 电极压力需要5.5kN、时间1100μs、电流9500A。由于钢筋骨架滚焊机受特殊条件约束, 焊接覫6mm以上直径钢筋时, 一般难以满足以上焊接条件。此外, 当焊接需要直径覫10mm钢筋双拼, 或使用直径覫14mm、覫16mm钢筋时, 此时如用单相交流焊接, 工厂供给滚焊机的电力变压器功率不得低于500kW, 而且还难以达到焊接标准。使用三相整流焊接时, 可解决以上难题。由于采用三相整流焊接的焊接压力小、热能传递快、焊接时间可减短2~3倍, 独特的水冷却焊接系统, 使焊接热能传递损耗降至最低。使用三相整流焊接使2根环筋之间几乎没有电抗损耗, 2根钢筋电流均等, 焊接飞贱小。如当焊接2根双拼覫10mm纵环筋时, 所耗功率小于50kW;当焊接2根双拼覫12mm纵环筋时, 所耗功率小于80kW。

使用三相硅整流焊接, 焊接电流没有零值, 焊接飞贱小, 焊接时间短, 从而有效避免了以上单相交流的缺点。由于使用了三相平衡电源供电, 焊接电流采用直流焊接, 故在二次回路感抗较小, 因此, 整流式焊接设备与同类型交流焊接设备相比, 具有功率因数高, 焊接同样纵环筋直径所需容量小, 焊接质量好的优点。

3 技术创新及特点

3.1 技术创新

(1) 环筋双筋并绕焊接生产的钢筋骨架既能满足承受较大外荷载的钢筋混凝土管所要求的高配筋率, 又能提高钢筋混凝土管的质量。

双筋并绕全自动滚焊机能同时并绕二根覫10~覫12mm钢筋生产骨架, 制作的钢筋骨架最大外径达到了覫4800mm, 单件成型时间在20min左右, 实现了自动化生产, 减轻了工人的工作强度, 大幅度提高了生产效率。

(2) 用双筋并绕焊接钢筋骨架, 解决了混凝土管配筋过密时成型难的问题。

对于大口径、高承载力的管子, 配筋率相对较高, 如单筋配置, 则钢筋间距较小, 混凝土料很难布匀, 会对管子质量造成严重的影响, 而采用双筋并绕焊接, 可有效解决此难题。

(3) 使用覫10~覫12mm钢筋并绕焊接, 代替单根覫14~覫16mm的钢筋, 不仅可保证配筋率的要求, 同时又可不增加环筋环数, 满足钢筋骨架制作工艺的要求, 解决了钢筋直径为覫14~覫16mm时, 钢筋骨架难以成型的问题。

(4) 滚焊机电控系统的焊接装置采用三相硅整流电阻焊接技术。

由于本设备是大电流短路焊接, 如果按常规设计, 每mm2通过2A电流, 流过35000A电流导体需17500mm2铜导体, 由于电极位置不固定, 需随钢筋骨架直径的变化而变化, 而钢筋骨架最小螺距仅为25mm, 如此大的导体根本无法实现在滚动的状态下进行焊接。如按照钢筋骨架要求保证焊接电极到位, 必须减小导体面积, 但减小导体面积, 在短时间内如此大电流通过, 导体温度很快就会达到几百度使电流无法通过。因此, 设计了导体、电极轴、电极轮全部使用强水冷却, 使导电部件始终处于常温状态, 导体面积减小到1/20, 从而每台焊机也节约了近500kg铜材, 在电极轴与导体之间, 使用了特制的导电润滑油来填充轴瓦之间的间隙。

3.2 技术特点

双筋并绕全自动滚焊机主要具有以下7个技术特点: (1) 直流焊接; (2) 双筋并绕; (3) 钢筋骨架最大外径达到4800mm, 可生产覫4000mm的管子; (4) 能耗可降低2/3; (5) 允许的焊接线速度为0.62m/s[德国 (欧洲) 的标准是0.6以上 (0.7~0.8m/s) ], 处于国内领先水平; (6) 快速回程系统, 回程时间5min (以覫4000mm为例) ; (7) 焊接装置有内循环冷却系统。

4 结语

(1) 双筋并绕全自动滚焊机开发和应用是一项技术性突破。实践表明, 该机器具有良好的经济和社会效益。