带锯条闪光对焊机自动控制系统研究

发布时间：2017-08-01 17:42

  本文关键词：带锯条闪光对焊机自动控制系统研究

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【摘要】：闪光对焊机是一种高效、稳定的焊接设备。我国带锯条焊接设备主要依靠国外进口。本论文在消化和吸收国外闪光对焊技术的基础上,对带锯条闪光对焊机自动控制系统进行了研究和设计,有利于提高我国带锯条焊接设备现代化技术水平,对实现我国带锯条闪光焊接设备国产化也具有重要意义。控制系统以FX1N可编程控制器和可控硅调压器为主要控制设备,与其它辅助设备(如：控制开关、接近开关、微动开关、伺服驱动器等)组成整个控制系统。根据闪光对焊原理,采用伺服驱动、可控硅调节,结合凸轮的特殊位移曲线,控制闪光对焊工艺过程,保证带锯条焊接的质量。采用PID控制、可控硅调节及红外仪检测对回火温度进行自动控制,实现带锯条热处理的自动监控。通过触摸屏显示热处理温度变化曲线、焊接参数及操作提示,触摸屏可进行焊接工艺参数的设置和修改,使操作更简单,工作环境更舒适。根据研制的控制系统,通过实验研究的方法验证控制系统设计的合理性和正确性。采用正交试验设计方法,以闪光激烈程度、焊缝焊渣堆高以及接头焊缝外观完整度的综合评价为试验指标,结合极差、方差分析方法,优化闪光速度、焊接电压、顶锻压力、焊接时值等带锯条闪光对焊工艺参数,获得了优化工艺参数组合。结果表明：焊接电压影响显著,焊接时值、顶锻压力次之,闪光速度最小。利用优化工艺参数组合进行了重复试验,同时对焊接接头进行力学性能测试和微观组织观察,结果表明：按照优水平组合焊接时,焊缝的抗拉强度基本接近母材的抗拉强度,达到了母材抗拉强度的90%左右。研究表明,整个控制系统具有较强的抗干扰能力,控制系统满足了闪光对焊工艺过程控制要求,实现了闪光对焊工艺过程控制的机械化、自动化,对稳定及提高闪光对焊焊接质量具有极其重要的意义。
【关键词】：闪光对焊机 带锯条 控制系统 可编程控制器
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG409
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景、来源及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 课题的研究内容13-14
• 本章小结14-15
• 2 带锯条闪光对焊原理及其焊接主要参数分析15-33
• 2.1 闪光对焊原理16-19
• 2.1.1 预热阶段17-18
• 2.1.2 闪光阶段18
• 2.1.3 顶锻阶段18-19
• 2.2 焊接主要参数分析19-23
• 2.2.1 焊接主要参数分析19-22
• 2.2.2 焊接质量其它影响因素分析22-23
• 2.2.3 带锯条闪光对焊焊后热处理23
• 2.3 带锯条闪光对焊机的主要技术要求23
• 2.4 带锯条闪光对焊机控制系统的总体方案设计23-32
• 2.4.1 夹紧系统方案及设计24-28
• 2.4.2 送进系统方案及设计28-32
• 2.4.3 焊接自动控制方案选择设计32
• 2.4.4 热处理自动监控方案选择设计32
• 本章小结32-33
• 3 带锯条闪光对焊机自动控制系统的硬件设计33-49
• 3.1 硬件配置33-44
• 3.1.1 可编程控制器33-37
• 3.1.2 扩展单元37
• 3.1.3 驱动器37-38
• 3.1.4 工业触摸屏38-39
• 3.1.5 D/A、A/D模块和测温仪39-42
• 3.1.6 焊机变压器42-43
• 3.1.7 可控硅调压器43-44
• 3.2 PLC控制系统外围电路设计44-48
• 本章小结48-49
• 4 带锯条闪光对焊机自动控制系统的软件设计49-62
• 4.1 控制系统的程序设计50-58
• 4.1.1 闪光对焊工艺过程控制50-53
• 4.1.2 初始化程序设计53
• 4.1.3 焊接程序设计53-55
• 4.1.4 回火程序设计55-57
• 4.1.5 PID参数整定57-58
• 4.2 人机界面设计58-61
• 本章小结61-62
• 5 实验研究62-73
• 5.1 调试62-64
• 5.1.1 变压器空载调试62-63
• 5.1.2 油泵电机的调试63
• 5.1.3 液压系统压力调试63
• 5.1.4 机械动作方向调试63-64
• 5.1.5 抗干扰的硬件措施64
• 5.2 实验研究64-72
• 5.2.1 实验方案设计65-68
• 5.2.2 实验结果分析68-70
• 5.2.3 拉伸试验验证70-71
• 5.2.4 微观组织分析71-72
• 本章小结72-73
• 6 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-80
• 附录A (攻读学位期间的主要学术成果)80-81
• 致谢81

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本文编号：605454