推拉同步送丝装置及控制方法 【技术领域】
本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种涉及电弧焊接中的送丝装置及控制方法。
背景技术
在电弧焊接中，有推丝式、拉丝式、推拉丝式三种基本送丝方式。推丝式焊枪结构简单轻便，但焊丝进入焊枪前要经过一段较长的送丝软管，阻力较大。而且随着软管长度加长，送丝稳定性也将变差。所以送丝软管不能太长，一般在2～5m左右。拉丝式主要用于直径小于或等于0.8mm的细焊丝，一般将焊丝盘直接装在焊枪上，这增加了焊枪的重量。推拉丝式方式把上述两种方式结合起来，克服了使用推丝式焊枪操作范围小的缺点，送丝软管可加长到15m左右。推丝电动机是主要的送丝动力，而拉丝机只是将焊丝拉直，以减小推丝阻力。推力和拉力必须很好地配合，通常拉丝速度应稍快于推丝速度。为了保正送丝稳定，相应的送丝电机和送丝控制电路都要求严格。这种方式虽有很多优点，但由于结构复杂，调整麻烦，同时焊枪较重，因此实际应用不多。
生产中迫切需要一种简单可靠的长距离送丝系统，可使得焊工进入狭小的受限空间，在作业环境周边攀爬和移动，轻松地进行焊接，减轻操作人员的作业强度。
【发明内容】
本发明的目的是针对长距离送丝技术的不足，提供这样一种实现推拉同步送丝装置及控制方法。焊丝从焊丝盘通过推丝电机送出，再经过焊丝缓冲器最终由拉丝电机稳定可靠地送出。整个过程装置简单，控制可靠，送丝稳定。
本发明立足于以下设想，装置本身应尽量简单，重量小，这样才能方便的安装在机器上和直接拿在手里。控制要可靠，送丝要稳定，拉丝电机对焊丝的拉力不受推丝电机对焊丝推力的影响。
如图1所示，本发明的推拉同步送丝装置由焊丝盘1、推丝机2、拉丝机10、送丝软管4、缓冲器5和焊枪枪管11组成。推丝机2上的推丝滚轮3和拉丝机10上的拉丝滚轮9提供焊丝的前行动力。推丝机2和拉丝机10中间有一缓冲器5，缓冲器5上有一月牙形的通道，焊丝可以在月牙形通道上自由地上下移动。在送丝软管4的入口前有一推丝机2，推丝机2上的推丝滚轮3带动焊丝将焊丝从焊丝盘1上送入左端送丝软管4，然后焊丝6通过缓冲器5后进入右端的送丝软管4，拉丝机10上的拉丝滚轮9将右端送丝软管4上的焊丝稳定可靠地拉出送入焊枪枪管11到达工件12。由于拉丝机10和推丝机2中间存在一个月牙形的缓冲器5，拉丝机10对焊丝的拉力与推丝机2对焊丝的推力不受影响，这保证了拉丝枪输出焊丝的速度稳定可靠。
本发明的推拉同步送丝的控制方法实现焊丝长距离稳定可靠地同步传输，控制方法简单有效。
拉丝机10送丝速度控制原理如3所示，拉丝电机上装有一用来测速用的编码器，外部设定的送丝速度与编码器反馈的送丝速度进行比较，比较的值通过PID控制器后输出给拉丝电机。
推丝机2送丝速度控制原理1如图4所示，如图1上所示缓冲器5上有两个接近开关，上限位接近开关7和下限位接近开关8。当焊丝位于上限位接近开关7和下限位接近开关8之间时，上限位接近开关7和下限位接近开关8都没有发出信号，此时推丝电机的送丝速度由拉丝电机反馈回来的送丝速度来控制，推丝滚轮2的送丝速度与拉丝滚轮9的送丝速度保持一致。当外界出现干扰，推丝滚轮3的送丝速度大于拉丝滚轮9的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就会向上移动，当焊丝靠近上限位接近开关7并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将往下运动离开上限位接近开关7，重新回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的中间时，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝速度来控制。当拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮2的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就会向下移动，当焊丝6靠近下限位接近开关8并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将向上运动离开下限位接近开关8，重新回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的之间，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝速度来控制。焊丝在缓冲器5中的动态过程保证拉丝机10对焊丝的拉力不受推丝机2对焊丝6推力的影响。
推丝机2的送丝速度控制原理2如图5所示，如图2所示当焊丝6位于限位接近开关13的上方时，此时设定推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6在缓冲器5中的将向下运动，当焊丝6靠近限位接近开关13并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，，则拉丝滚轮9的送丝速度小于推丝滚轮3地送丝速度，焊丝6在缓冲器5中将向上运到，焊丝6离开限位接近开关向上运动，此时再设定推丝机2的送丝速度为零。推丝电机就在“一停一转”的循环过程运动，焊丝6在缓冲器5中“一上一下”循环移动，焊丝6的这样动态移动过程保证拉丝机10对焊丝的拉力不受推丝机2对焊丝推力的影响。
【附图说明】
图1本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图1
图2本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图2
图3拉丝电机送丝速度控制原理图
图4推丝电机送丝速度控制原理图1
图5推丝电机送丝速度控制原理图2
【具体实施方式】
结合附图，下面将进一步描述本发明的具体实施方式。
图1是本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图。装置由焊丝盘1、推丝机2、拉丝机10、送丝软管4、缓冲器5和焊枪枪管11组成。推丝机2上的推丝滚轮3和拉丝机10上的拉丝滚轮9提供焊丝的前行动力。推丝机2和拉丝机10中间有一缓冲器5，缓冲器5上有一月牙形的通道，焊丝可以在月牙形通道上自由地上下移动。在送丝软管4的入口前有一推丝机2，推丝机2上的推丝滚轮3带动焊丝将焊丝从焊丝盘1上送入左端送丝软管4，然后焊丝6通过缓冲器5后进入右端的送丝软管4，拉丝机10上的拉丝滚轮9将右端送丝软管4上的焊丝稳定可靠地拉出送入焊枪枪管11到达工件12。由于拉丝机10和推丝机2中间存在一个月牙形的缓冲器5，拉丝机10对焊丝的拉力与推丝机2对焊丝的推力不受影响，这保证了拉丝枪输出焊丝的速度稳定可靠。
图3为本发明的拉丝电机送丝速度控制原理图。拉丝机10送丝速度控制原理如3所示，拉丝电机上装有一用来测速用的编码器，外部设定的送丝速度与编码器反馈的送丝速度进行比较，比较的值通过PID控制器后输出给拉丝电机。
图4为本发明针对图1所述的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图的推丝电机的送丝速度控制原理图。如图1上所示缓冲器5上有两个接近开关，上限位接近开关7和下限位接近开关8。当焊丝位于上限位接近开关7和下限位接近开关8之间时，上限位接近开关7和下限位接近开关8都没有发出信号，此时推丝电机的送丝速度由拉丝电机反馈回来的送丝速度来控制，推丝滚轮2的送丝速度与拉丝滚轮9的送丝速度保持一致。当外界出现干扰，推丝滚轮3的送丝速度大于拉丝滚轮9的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就会向上移动，当焊丝靠近上限位接近开关7并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将往下运动离开上限位接近开关7，重新回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的中间时，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝速度来控制。当拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮2的送丝速度时，焊丝6在缓冲器5中就会向下移动，当焊丝6靠近下限位接近开关8并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6将向上运动离开下限位接近开关8，重新回到上限位接近开关7和下限位接近开关8的之间，此时推丝机2的送丝速度再次由拉丝机10反馈回来的送丝速度来控制。焊丝在缓冲器5中的动态过程保证拉丝机10对焊丝的拉力不受推丝机2对焊丝6推力的影响。
本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的另一种实施方式如下：
图2为本发明的推拉同步送丝装置及控制方法的另一种实施方式的结构原理图。与图1的结构原理图相比，区别在于缓冲器5上的接近开关个数，其他结构完全相同。如图2上所示，缓冲器5上装有一个限位接近开关13。通过限位接近开关13感知焊丝6的位置来控制推丝机2的送丝速度，使得焊丝始终位于限位接近开关13的附近。
图5为本发明针对图2所述的推拉同步送丝装置及控制方法的结构原理图的推丝电机送丝速度控制原理图。如图2所示当焊丝6位于限位接近开关13的上方时，此时设定推丝机2的送丝速度为零，则拉丝滚轮9的送丝速度大于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6在缓冲器5中的将向下运动，当焊丝6靠近限位接近开关13并使其发出信号时，此时设定推丝机2的送丝速度最大，，则拉丝滚轮9的送丝速度小于推丝滚轮3的送丝速度，焊丝6在缓冲器5中将向上运到，焊丝6离开限位接近开关向上运动，此时再设定推丝机2的送丝速度为零。推丝电机就在“一停一转”的循环过程运动，焊丝6在缓冲器5中“一上一下”循环移动，焊丝6的这样动态移动过程保证拉丝机10对焊丝的拉力不受推丝机2对焊丝推力的影响。