1,、引言

　　焊接技術的發(fā)展水平是衡量一個國家機械制造和科學技術發(fā)展水平的標志之一,。世界現代焊接技術以高效,、節(jié)能,、優(yōu)質及其工藝過程數字化、自動化,、智能化控制為特征,，在國內，無論是從目前焊接設備和材料產量構成比的發(fā)展趨勢,，還是從焊接設備和材料的制造技術和發(fā)展方向上看,，我國現化焊接技術都已有很大發(fā)展,部分產品技術已達到或接近國外先進水平，特別是成套焊接設備以及規(guī)模生產技術,。

　　近幾年來,，隨著工業(yè)過程自動化程度的提高，人們對環(huán)保節(jié)能意識的增強,，特別是隨著中國加入WTO以后,，焊接行業(yè)的競爭更加日趨激烈，并對產品的質量提出更高的要求,。促使我國成套、專用焊接設備整體制造能力與水平得以較大提高,，為了全面提高產品的焊接質量,，確保產品的質量,，引進某公司生產的成套焊接設備，不但提高了產品的焊接質量,，提高了工作效率,，而且還節(jié)約大量的能源，保護工人的身體健康,。該設備可廣泛應于鍋爐,，壓力容器，石油化工,，機械等制造行業(yè)中,。該中心結構先進，功能齊全,，控制靈活,，操作方便。既可實現全自動焊接,，又可實現全自動保護,。對提高焊接質量有可靠的保證，是提高焊接質量和實現焊接自動化的理想設備,。

　　2,、系統的結構組成和主要技術參數

　　2.1　系統的結構組成

　　ZGBM型自動焊接中心是由YM-350KR2型自動MAG焊機，立柱式操作機,，焊接滾輪架和電氣控制裝置組合而成的,，如圖1所示。

　　圖1　系統結構簡圖

　　2.2　系統的主要參數

　　2.2.1　YM-350KR2型MAG焊機

　　YM-350型MAG自動焊機由電源YD350KR2,、送絲裝置YW-35KB和焊槍構件YT-35組成,，具有優(yōu)良的工作性能。它的焊接電源具有收弧電壓電流參數的設定,，能夠適應不同的焊接規(guī)范,、焊接位置和焊絲種類的需求;焊機機頭由送絲機構、導電部分,、焊機頭,、焊絲盤等組成。該機構具有維護簡單,、工作可靠,、無躁聲、效率高,、壽命長等特點,。并配合焊架、滾輪架,，選取最佳焊接規(guī)范,，獲得最佳焊接質量,。控制裝置由電控箱和遙控盒兩部分組成,。電控箱內有兩個控制板,，一個是接觸器控制板，該板由熔斷器,、控制變壓器,、接觸器、PLC系統及接線端子等組成,。該部分主要控制各電機通斷,，實現各部分動作;另一塊板，主要由變頻器及其控制元件組成,。主要是對大臂電機,、滾輪電機進行控制和保護。以上各部分既相互聯系,，可實現自動焊接,，又可相互獨立進行單獨操作。其主要參數有:

　　額定焊接電流 350A

　　電源電壓 ～380V,，50Hz

　　空載電壓 52V

　　焊接電流調節(jié)范圍 60～350A

　　焊絲直徑 Φ1.0,，1.2 mm ；額定負載持續(xù)率 50％

　　額定功率 18.1kVA

　　2.2.2　立柱式焊接操作機

　　立柱式焊接操作機由升降機構,，橫臂伸縮機構,，回轉機構，行走機構及十字微調機構等部分組成,。為了確保安全和焊接質量,，當橫臂伸縮時，就是在進行行走焊縫焊接時,，升降,，回轉，行走均被鎖定,。此外,，升降，行走與回轉之間也是互相鎖定的,。大臂升降機構用交流電機驅動,，交流電機由變頻器供電，能在較寬的范圍內實行無級調速,，以滿足焊機獲得最佳焊接范圍的需要,。

　　十字微調機構用來在焊接過程中，隨時調節(jié)焊機頭與焊縫間的相對位置。其ZGBM自動焊接中心的主要參數如表1所示,。

　　表1　ZGBM自動焊接中心的主要參數

　　2.2.3　焊接滾輪架

　　焊接滾輪架分為可調式和自調式兩種,，每套焊接滾輪架，主動,、被動機座各一只。主動輪運轉的兩個蝸輪減速器為同步運轉,。減速器由通過調速電機和減速裝置實現電機無調速,。每只滾輪外包橡膠層，摩擦系數大,，以確保工件不打滑,，運轉平穩(wěn)。其主要參數如表2所示,。

　　表2　焊接滾輪架主要參數

　　3,、控制系統的設計

　　電控箱面板上有大臂速度指示、滾輪速度指示,、電源指示,、電源開關按鈕、臺車進退按鈕,、立柱回轉按鈕,、橫臂升降按鈕及控制大臂的報警和報警消除等。遙控盒面板上有電源指示燈,、橫臂升降開關,、滾輪正反轉開關、橫臂伸縮開關,、十字調節(jié)機構微調,、焊啟、焊停按鈕等,。

　　通過電控箱和遙控盒,，可以對該中心的各個機構進行調試和操作。既可以近控,，又可以遠控,，操作靈活，使用方便,。該焊接中心在保證自動焊接的同時,，還設計了自動保護系統。正在焊接時,，若焊機部分出現故障,，整個系統停止工作。若焊架，滾輪架或控制電源出現故障,，焊機立即自動停止焊接,。能有效地實現自動保護。停止后,，保護部分又自動復位,，為下一次焊接作好準備，這樣可有效的避免起焊和收焊時產生的弧坑,，確保焊縫在連接處的平滑過渡,。

　　3.1　PLC系統

　　該系統主要完成橫臂伸縮和滾輪正、反向動作的控制,，配合交流變頻器完成“段速/調速”的相關控制功能;若在“調速 ”狀態(tài)下,，橫臂或滾輪可以實現無級調速，并且在焊接啟動后,，自動啟動橫臂或滾輪的動作,，在焊接過程中可根據焊接規(guī)范調節(jié)焊接速度;若需要段速焊接時，只要將開關切換到“段速”狀態(tài),，再在電氣控制柜面板上設定各種段速組合,，在打開電源后，設定單元上顯示:該畫面為焊接時的正式畫面,，“當前組合”可通過“+”,，“-”鍵選擇，對每一種組合,，對應兩個值:當前焊點的長度,、焊點的間隔，二者均以時間為單位,，以滿足不同的焊接速度;右上角的“設定”鍵,，用于切換如下畫面:通過該畫面設定焊接所需要的焊縫種類，最大可設100種組合,，設定完畢,，可進行“長度設定”進入焊點參數設定畫面:在此畫面上設定各種數據，注意單位為0.1s,，最后按動“顯示”畫面回到正常焊接顯示畫面,。PLC系統簡圖見圖2所示。

　　圖2 　PLC系統簡圖

　　3.2　大臂變頻器參數設定

　　大臂變頻器參數設定如表3所示:

　　表3　大臂變頻器參數設定

　　注:設定值帶#號的參數為數據保護參數,，需在其它參數設定完畢后設置,。設定值帶＊的參數要第一個設定。第17,，18號參數現場設定,，除上表所列參數外,，其它參數與N2系列使用手冊所列出廠設定值一致。

　　3.3　數顯表顯示值[大臂]

　　數顯表顯示值[大臂]如表4所示,。

　　表4　數顯表顯示值[大臂]

　　3.3.1　大臂數顯值的調節(jié)方法

　　調試時,，旋動電控箱面板上的RP1多圈電位器旋鈕使變頻器輸出為50Hz，再調節(jié)電器箱內RP2多圈電位器,，使面板旋動電控箱面板上的數顯值與上表所列數顯值一致,。

　　3.3.2　滾輪數顯值的調節(jié)方法

　　調試時，旋動電控箱面板上的RP3至最大,，然后調節(jié)電器箱內的RP4多圈電位器,，使面板滾輪數顯表的顯示值為1000。滾輪的數顯范圍100-1000[mm],。

　　4、當前應用效果

　　該套自動成套焊接中心自02年投入運行以來,，使用效果較好,，和傳統焊接相比，優(yōu)勢較明顯,，具體表現在以下幾方面:

　?。?）生產效率大大提高

　　直接通過電控箱或遙控箱進行操作，減少現場人為干預,，通過統計,，生產效率比以前提高近5倍，同時大大減少了現場的操作人員的數量,。

　?。?）系統可靠性大大提高

　　由于系統PLC、變頻器等均采用進口器件,，并經過嚴格篩選,，系統工作幾年來一直運行穩(wěn)定，大大減少設備維護的費用,。

　?。?）綠色設計和人性化設計得到充分體現

　　進入二十一世紀后，隨著生活水平的提高,，人們的環(huán)保意識明顯增強,，綠色設計技術作為一門新興課題正在各行各業(yè)快速應用。正是由于該系統充分利用綠色設計這一先進思想,，使得系統投入運行后取得許多事前人們意想不到的效果,。

　　（4）產品質量和合格率明顯提高

　　應生產工藝需要,，通過系統設定好參數后,，生產過程嚴格采用自動控制,，避免了人為因素的干擾，從而大大地提高了產品的質量和合格率,。

　?。?）工藝控制平穩(wěn)、穩(wěn)定

　　系統中采用變頻控制,，并對系統參數實行最優(yōu)計算,，焊接誤差控制在±1%范圍內，并能平穩(wěn)地工作,。

　?。?）節(jié)能效果顯著

　　節(jié)能效果顯著，經核算,，系統中電機功率為5.5kW,，實際工作中，采用變頻調速功率只達到55～60%之間,，平均每臺可節(jié)省功率2.0 kW,，按300×24=7200h/年臺算，這樣該系統每年可節(jié)省7200×2.0×1=1.44萬元/年（按電費1元/ kW. H計算）,，同時還減少電機啟動對電網造成的沖擊,。

　　5、結束語

　　通過現場多年的使用情況來看:其一,，系統的可靠性好,，解決了以前立焊的難題;其二，系統的焊接精度高,，有效地保證產品的焊接質量;其三,，大大提高工作效率，減輕工人的勞動強度,，維護了工人的身心健康;其四,，節(jié)能效果顯著;其五，環(huán)境污染程度低,?？傊撓到y自投產以來不但保證了產品的質量和產量,，同時又克服了環(huán)境污染問題,，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經濟效益。