潘　彬

摘　要　通過(guò)在引進(jìn)設備日本3K公司MIG焊機改造過(guò)程中，對設備控制系統的分析和研究，介紹了在PLC程序設計中的數據庫查表技術(shù)，對軟件仿真硬件技術(shù)在設備改造中的進(jìn)一步實(shí)踐應用做了有益的探索。
關(guān)鍵詞　TIG焊　MIG焊　TIG加MIG焊　焊接搭接角　PLC數據庫表

Reforming Research and Practice on the
Equipment Control System of MIG Welder

Pian Bin

　　Abstract Analyzes the equipment control system in the course of reforming MIG welder introduced form 3K Co. Ltd, Japan. Introduces the data bank form cheching techniques of PLC program design, researches the softwire simulation of hardwire techniques in equipment reforming.
　　Keywords TIG wolding; MIG welding; TIG plus MIG welding; welding overlap angle PLC data bank form

0　引　言

　　對于直管對接焊接來(lái)說(shuō)，MIG焊機具有焊接速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又有焊接參數調整要求嚴格，尤其是起焊點(diǎn)不易焊透，易形成材質(zhì)未融合的缺陷等不足。而TIG焊在起弧時(shí)可以預熱，因此材質(zhì)隔合好，能很好地滿(mǎn)足質(zhì)量要求，但其焊接效率太低，以現有設備難以承擔大量的直管對接任務(wù)。
　　為了充分發(fā)揮MIG焊和TIG焊各自的優(yōu)點(diǎn)，揚長(cháng)避短，出現了TIG加MIG焊接新工藝，就是用TIG焊接來(lái)打底，MIG焊接蓋面的工藝。在自行設計制造和引進(jìn)國外先進(jìn)TIG加MIG焊機設備的同時(shí)，可將現有的MIG機逐步改進(jìn)為T(mén)IG加MIG焊機。

1　設備改進(jìn)的可行性研究

　　被改造的兩臺MIG焊機是1987年從日本3K公司引進(jìn)的，雖經(jīng)過(guò)10多年的使用，其機械結構及控制系統運行還比較正常，這是改造能否成功的物質(zhì)基礎。整套設備控制系統為三菱A2系列PLC，帶有屏幕和參數鍵盤(pán)，主軸旋轉采用直流無(wú)級調速，焊槍擺動(dòng)控制也采用直流無(wú)級調速，機械傳動(dòng)機構定擺幅?？善聊伙@示并用鍵盤(pán)設置5組不同的焊接參數，每組參數包括選槍號、氣體號、初始電流時(shí)間t₁、運行啟動(dòng)時(shí)間t₂(t₂≥0.1時(shí)主軸運行中啟動(dòng)焊接)、電流衰減時(shí)間t₃、及第1至6層的主軸轉速、焊槍擺動(dòng)速度。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)際測試表明，其主軸轉胎調速范圍相當寬，*達12r/min，*可到0.3r/min以下，運行也比較平穩，能夠滿(mǎn)足TIG焊和MIG焊不同的速度范圍要求。原設備有3把槍架，只用了2把MIG焊槍?zhuān)虼丝粘龅囊粋€(gè)可以安裝TIG焊槍。從機械結構上看，該設備完全具備升級能力。
　　初步有2種改造方案。方案1：另增加一套TIG焊控制裝置，控制TIG焊接設備，與原設備控制系統隔離，增設TIG焊操作面板和控制按鈕。方案2：修改原控制程序，直接擴展原系統功能，使其能控制新增的TIG焊設備，TIG焊和MIG焊統一用原設備操作面板及按鈕，TIG焊參數也用鍵盤(pán)和屏幕設定和顯示。
　　從實(shí)現的可行性來(lái)說(shuō)，第1種方案技術(shù)上難度較小，增加的硬件較多，投資大，操作時(shí)比較麻煩。第2種方案硬件改動(dòng)少，改造周期短，投資小，但需修改原控制系統程序，技術(shù)上難度較大。為了縮短工期，節約資金，決定采用第2種改造方案。

2　改造方案的實(shí)施

　　在1號槍架安裝TIG焊槍?zhuān)?lián)接TIG焊相應設備，將原操作面板上的焊槍選擇開(kāi)關(guān)作為功能選擇開(kāi)關(guān)用，選1號槍時(shí)為T(mén)IG焊機功能，選2、3號槍時(shí)為原MIG焊機功能。TIG焊屏幕參數顯示設定與MIG焊相同，只是TIG焊時(shí)對部分屏幕參數作了重新定義：
　　預熱時(shí)間t^′₁　0-99s
　　搭接角度t^′₂　0°-30°
　　衰減時(shí)間θ^′₃　0-99s
　　原MIG焊機主軸只有零位，停止位，減速位三個(gè)行程開(kāi)關(guān)，也就是說(shuō)焊接結束搭接角是固定的；而TIG焊打底要求可調多種搭接角度，如10°、15°、20°等。
　　如何滿(mǎn)足這種特殊要求呢?一般來(lái)說(shuō)，可采用給主軸連接一個(gè)脈沖編碼器，靠PLC計算脈沖數來(lái)定位，實(shí)現角度控制。但是這需要在機械上增加傳動(dòng)機構，實(shí)施起來(lái)比較麻煩，而且一個(gè)編碼器價(jià)值至少在千元以上，成本較高。針對這臺設備的具體情況和工藝要求，我們采用了一種更簡(jiǎn)單有效的方法，即用PLC程序運算仿真，同樣實(shí)現了多角度預置功能。具體到程度設計上，就是主要采用了數據庫查表技術(shù)。由于主軸轉胎速度可以屏幕預置，在相同轉速下主軸轉過(guò)不同角度需要不同的時(shí)間，而在轉過(guò)相同角度情況下，不同主軸轉速也對應著(zhù)不同的時(shí)間。這樣，我們就可以形成這樣一個(gè)數據庫表(見(jiàn)表1)。

表1　相同角度情況下主軸轉數對應的時(shí)間