潘　彬

摘　要　通過在引進(jìn)設(shè)備日本3K公司MIG焊機(jī)改造過程中，對設(shè)備控制系統(tǒng)的分析和研究，介紹了在PLC程序設(shè)計中的數(shù)據(jù)庫查表技術(shù)，對軟件仿真硬件技術(shù)在設(shè)備改造中的進(jìn)一步實踐應(yīng)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(shù)據(jù)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說，MIG焊機(jī)具有焊接速度快，效率高等優(yōu)點，但同時又有焊接參數(shù)調(diào)整要求嚴(yán)格，尤其是起焊點不易焊透，易形成材質(zhì)未融合的缺陷等不足。而TIG焊在起弧時可以預(yù)熱，因此材質(zhì)隔合好，能很好地滿足質(zhì)量要求，但其焊接效率太低，以現(xiàn)有設(shè)備難以承擔(dān)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，揚長避短，出現(xiàn)了TIG加MIG焊接新工藝，就是用TIG焊接來打底，MIG焊接蓋面的工藝。在自行設(shè)計制造和引進(jìn)國外先進(jìn)TIG加MIG焊機(jī)設(shè)備的同時，可將現(xiàn)有的MIG機(jī)逐步改進(jìn)為TIG加MIG焊機(jī)。

1　設(shè)備改進(jìn)的可行性研究

　　被改造的兩臺MIG焊機(jī)是1987年從日本3K公司引進(jìn)的，雖經(jīng)過10多年的使用，其機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)運行還比較正常，這是改造能否成功的物質(zhì)基礎(chǔ)。整套設(shè)備控制系統(tǒng)為三菱A2系列PLC，帶有屏幕和參數(shù)鍵盤，主軸旋轉(zhuǎn)采用直流無級調(diào)速，焊槍擺動控制也采用直流無級調(diào)速，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)定擺幅?？善聊伙@示并用鍵盤設(shè)置5組不同的焊接參數(shù)，每組參數(shù)包括選槍號、氣體號、初始電流時間t₁、運行啟動時間t₂(t₂≥0.1時主軸運行中啟動焊接)、電流衰減時間t₃、及第1至6層的主軸轉(zhuǎn)速、焊槍擺動速度。
　　經(jīng)過實際測試表明，其主軸轉(zhuǎn)胎調(diào)速范圍相當(dāng)寬，*達(dá)12r/min，*可到0.3r/min以下，運行也比較平穩(wěn)，能夠滿足TIG焊和MIG焊不同的速度范圍要求。原設(shè)備有3把槍架，只用了2把MIG焊槍，因此空出的一個可以安裝TIG焊槍。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，該設(shè)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(shè)備，與原設(shè)備控制系統(tǒng)隔離，增設(shè)TIG焊操作面板和控制按鈕。方案2：修改原控制程序，直接擴(kuò)展原系統(tǒng)功能，使其能控制新增的TIG焊設(shè)備，TIG焊和MIG焊統(tǒng)一用原設(shè)備操作面板及按鈕，TIG焊參數(shù)也用鍵盤和屏幕設(shè)定和顯示。
　　從實現(xiàn)的可行性來說，第1種方案技術(shù)上難度較小，增加的硬件較多，投資大，操作時比較麻煩。第2種方案硬件改動少，改造周期短，投資小，但需修改原控制系統(tǒng)程序，技術(shù)上難度較大。為了縮短工期，節(jié)約資金，決定采用第2種改造方案。

2　改造方案的實施

　　在1號槍架安裝TIG焊槍，聯(lián)接TIG焊相應(yīng)設(shè)備，將原操作面板上的焊槍選擇開關(guān)作為功能選擇開關(guān)用，選1號槍時為TIG焊機(jī)功能，選2、3號槍時為原MIG焊機(jī)功能。TIG焊屏幕參數(shù)顯示設(shè)定與MIG焊相同，只是TIG焊時對部分屏幕參數(shù)作了重新定義：
　　預(yù)熱時間t^′₁　0-99s
　　搭接角度t^′₂　0°-30°
　　衰減時間θ^′₃　0-99s
　　原MIG焊機(jī)主軸只有零位，停止位，減速位三個行程開關(guān)，也就是說焊接結(jié)束搭接角是固定的；而TIG焊打底要求可調(diào)多種搭接角度，如10°、15°、20°等。
　　如何滿足這種特殊要求呢?一般來說，可采用給主軸連接一個脈沖編碼器，靠PLC計算脈沖數(shù)來定位，實現(xiàn)角度控制。但是這需要在機(jī)械上增加傳動機(jī)構(gòu)，實施起來比較麻煩，而且一個編碼器價值至少在千元以上，成本較高。針對這臺設(shè)備的具體情況和工藝要求，我們采用了一種更簡單有效的方法，即用PLC程序運算仿真，同樣實現(xiàn)了多角度預(yù)置功能。具體到程度設(shè)計上，就是主要采用了數(shù)據(jù)庫查表技術(shù)。由于主軸轉(zhuǎn)胎速度可以屏幕預(yù)置，在相同轉(zhuǎn)速下主軸轉(zhuǎn)過不同角度需要不同的時間，而在轉(zhuǎn)過相同角度情況下，不同主軸轉(zhuǎn)速也對應(yīng)著不同的時間。這樣，我們就可以形成這樣一個數(shù)據(jù)庫表(見表1)。

表1　相同角度情況下主軸轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的時間