[发明专利]摩擦焊机闭环控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种摩擦焊机闭环控制装置。

背景技术

参照图2，现有的摩擦焊机控制装置包括滑台1、油泵4、油箱5、两位两通换向阀6、溢流阀7、可编程控制器(以下简称PLC控制器)11、油缸14、压力继电器16、三位四通换向阀17、两位四通换向阀18、调速阀19、单向阀20和减压阀21，所述的PLC控制器11为开关型控制器，由PLC控制器11驱动压力继电器16上的六个电磁铁控制四个方向阀，并配合四个压力和速度控制阀来控制摩擦焊机轴向压力、滑台运动的方向和速度。在摩擦焊接过程中，这八个阀频繁交替动作，出现故障几率大。另外，该控制装置是PLC控制器开关量过程控制，通过PLC控制器内部程序的循环扫描，来读取按钮开关、压力继电器、时间继电器、行程开关等的开关信号作为开关阀输出的判断依据，开关阀和手动调速阀只能使轴向压力呈阶跃性变化，无法进行自动调节，不能对焊接过程中的干扰因素，如油温变化、环境温度变化、焊接材质及表面状态的波动等进行实时有效调节；且压力、流速等参量由手动调节，调节不便，重现性较差。

文献“摩擦焊接过程电液比例计算机闭环控制系统研制[J].杜随更，傅莉，鄢君辉等.《机械工程学报》，2002，38(12)：135-137”公开了一种使用电液比例换向调速阀及电液比例溢流阀配合工业控制计算机搭建了压力闭环电液比例控制系统，此系统可以精确的对焊接压力进行控制，性能优良，压力控制精度达到2％，并已成熟地应用于许多生产现场，但系统复杂，制造成本较高，软件编制困难。

发明内容

为了克服现有技术所用阀门多而导致出现故障几率大、且不能进行实时闭环控制的不足，本发明提供一种摩擦焊机闭环控制装置，采用具有模拟量功能及人机界面功能的PLC控制器和电液比例换向调速阀及电液比例溢流阀来控制摩擦焊接过程中的轴向压力，可减少阀门的使用数量，降低故障率。同时，利用PLC控制器还可以进行实时闭环控制，以在摩擦和保压阶段保持稳定的压力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种摩擦焊机闭环控制装置，包括滑台、油泵、油箱、两位两通换向阀、溢流阀、PLC控制器和油缸，其特点是还包括电液比例换向调速阀、电液比例溢流阀、A功率放大板、B功率放大板、D/A模块、A/D模块、压力传感器以及人机界面模块，所述的压力传感器将检测到油缸压力值的模拟信号，通过AD模块转换成数字信号送给PLC控制器，与PLC控制器中由人机界面模块设定的压力值比较并进行误差运算，输出的数字信号经DA模块转换成模拟信号，经A功率放大板放大，调节电液比例溢流阀的溢流压力，实现施力油缸轴向压力的控制；同时，PLC控制器接受人机界面模块传递的方向及速度指令，输出的数字信号经DA模块转换成模拟信号，经B功率放大板放大，调节电液比例换向调速阀的电磁力来控制阀的开口方向及大小，实现油缸活塞的运动速度及方向控制。

本发明的有益效果是：由于采用具有模拟量功能及人机界面功能的PLC控制器和电液比例换向调速阀及电液比例溢流阀来控制摩擦焊接过程中的轴向压力，减少了阀门的使用数量，降低了故障率。同时，PLC控制器能够实现闭环控制，对焊接过程中的干扰因素，如油温变化、环境温度变化、焊接材质及表面状态的波动等，可进行实时有效调节。压力、流速等参量调节方便，重现性好。与计算机闭环控制系统相比，硬件成本较低，编程容易。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明摩擦焊机闭环控制装置示意图。

图2是现有技术摩擦焊机控制装置示意图。

图3是采用图1所示装置焊接参数曲线图。

图中，1-滑台，2-电液比例换向调速阀，3-电液比例溢流阀，4-油泵，5-油箱，6-两位两通换向阀，7-溢流阀，8-A功率放大板，9-B功率放大板，10-D/A模块，11-PLC控制器，12-A/D模块，13-压力传感器，14-油缸，16-压力继电器，17-三位四通换向阀，18-两位四通换向阀，19-调速阀，20-单向阀，21-减压阀，22-人机界面模块。

具体实施方式