[发明专利]一种智能式红外温度焊机

说明书

本发明涉及一种智能式红外温度焊机，属于工业自动化领域。本发明包括电源、电线、焊机、焊钳、红外线温度传感器、温度变送器、PI控制器、电流变送器和电流比例控制器，所述电源通过电线与焊机相连，焊机与焊钳相连；所述焊机、电流变送器、电流比例控制器相连和PI控制器依次相连形成用于监测焊接电流的副回路；所述焊钳上固定有红外线温度传感器，红外线温度传感器、温度变送器和PI控制器依次相连形成用于监测焊接点熔池温度的主回路。本装置采用了串级控制系统进行调节，通过串级控制系统可以克服系统扰动的影响，提高了系统的稳定性，使焊接材料能够快速焊接，提高焊接的质量。

技术领域

本发明涉及了一种智能式红外温度焊机，属于机电一体化产品领域。

背景技术

现在我国工业正处于蓬勃发展阶段，大多数的工业发展都会用到焊接装置，而我国现在的焊接装置都是通过调控焊机的焊接电流进行焊接。电弧温度与焊接电流存在比例关系，焊接电流大，所产生的电弧温度就越高，焊接电流小，所产生的电弧温度就越低，而电弧温度又直接影响着焊件上熔池质量的好坏。焊接点电弧温度对焊接质量的影响非常显著，焊接电流大，焊接点电弧温度过高的时候，会使得焊接物充分燃烧，损失一些金属成分，降低了焊接口的强度和韧性；焊接电流小，焊接点电弧温度低的时候，会使得焊接不流畅，，会有一种生涩的感觉。而焊接点电弧温度过高或过低都会造成焊接质量下降。熔池温度的过高过低对焊接质量会产生直接影响，焊接点电弧温度过高导致熔池温度过高，易造成铁水容易下淌，单面焊的背面易烧穿，形成焊瘤，成形也难控制，且接头塑性下降，弯曲易开裂的现象；焊接点的电弧温度过低会导致熔池温度低时，易造成熔池较小，铁水较暗，流动性性差，易产生未焊透、未融合、夹渣等缺陷的现象。

目前大多数的焊接，焊接工人都是凭借经验调节焊接电流，而这样的经验所带来的结果可能会导致焊接质量不佳，达不到工艺标准。其次就是当焊接工人第一次调试的焊节电流达不到想要的结果的时候，就会进行下一次的调节，直到达到理想的结果。而这样的操作过程使的焊接不连续，质量会有所下降。

发明内容

本发明的目的是提高焊接质量，降低损失。利用串级控制系统实现自动调控焊接电流从而达到调节焊接温度的目的，通过这样的自动化装置大大提高了焊接的质量。

本发明的技术方案是：一种智能式红外温度焊机，包括电源、电线、焊机、焊钳、红外线温度传感器、温度变送器、PI控制器、电流变送器和电流比例控制器，所述电源通过电线与焊机相连，焊机与焊钳相连；所述焊机、电流变送器、电流比例控制器相连和PI控制器依次相连形成用于监测焊接电流的副回路；所述焊钳上固定有红外线温度传感器，红外线温度传感器、温度变送器和PI控制器依次相连形成用于监测焊接点熔池温度的主回路。

本发明将PI控制器作为主回路，即通过比例积分对焊接点的熔池温度进行调整，完成焊接点熔池温度的细调，迅速达到设定值，并保持稳定状态。将电流比例控制器作为副回路的控制器，完成系统的焊接电流的粗调。由于副回路的存在，减少了控制对象的时间参数，提高了系统的响应速度。在焊钳上安装一个红外线温度传感器，通过红外线传感器对焊接点熔池温度进行测量。通过温度变送器将温度信号按比例转化成4-20mA的电流信号，再将信号传输给主回路PI控制器。通过电流变送器将焊接电流按比例转化成4-20mA的电流信号，再将信号传输给副回路的电流比例控制器，根据主控制器输出的信号完成对焊机焊接电流的调整。通过电流比例控制器根据上一级控制器的输出信号进行相应的调整，通过调控焊接电流改变焊接点的熔池温度。通过串级控制达到对焊接点熔池温度的调整，从而能够较快融化焊接材料。主回路是恒值系统，负责焊接点熔池温度的细调；副回路是随动系统，负责对焊机焊接电流的调控。通过这样的串级控制能够提高系统的响应速度，使得焊接点熔池温度迅速达到设定值，并保持稳定。