一種基于滯后角的焊絲層繞機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于滯后角的焊絲層繞機。其技術方案是：所述焊絲層繞機的收線機構與排線機構平行設置。收線機構的第一變頻電機(1)與繞絲盤(12)軸連接。排線機構的兩根導桿(6)穿過移動平臺(7)對應的通孔，在一根導桿(6)的靠近兩端處對應地裝有左限位開關(2)和右限位開關(11)；與移動平臺(7)螺紋連接的絲杠(5)與第二變頻電機(3)軸連接，移動平臺(7)通過支撐軸(18)與擺動條形板(9)的后端固定連接，移動平臺(7)上的角位移傳感器(17)通過連接桿(16)與擺動條形板(9)固定連接，擺動條形板(9)的兩端對稱地裝有導向器(8)。本實用新型具有誤差積累小、適應焊絲直徑范圍寬、排線行程容易調整和滯后角控制精確的特點。
【專利說明】
一種基于滯后角的焊絲層繞機
技術領域
[0001]本實用新型屬于焊絲層繞機技術領域。具體涉及一種基于滯后角的焊絲層繞機。
【背景技術】
[0002]在使用焊絲進行電弧焊時，焊接電流常常是根據送焊絲的速度來進行調節的。因此焊絲的送進是否穩定，將直接影響電弧燃燒的穩定性和焊縫成型。要實現穩定的焊絲送進，成品焊絲則必須實現精密層繞。焊絲的層繞是焊絲生產過程中最費工時的工序，排線機構是決定層繞機工作效率高低的關鍵之一，最佳的排線機構要滿足:
[0003]1、排線機構往復周期與焊絲層繞來回的周期嚴格吻合且沒有累計誤差；
[0004]2、繞著點在不同的位置時，排線機構與繞著點保持最佳的滯后角；
[0005]3、能夠層繞一定尺寸范圍內的各種規格的焊絲；
[0006]4、排線機構的行程在一定的范圍內可調整，適用于不同規格的繞絲盤；
[0007]5、具體的滯后角可隨不同種類的焊絲而設置，例如鋁焊絲的滯后角小于普通焊絲。
[0008]現有的排線機構有三種:
[0009]1.變速箱齒輪轉動凸輪排線。不同直徑的焊絲靠不同的轉動比來確定排線速度，往復行程和滯后角靠凸輪來保證。這種方式對焊絲適應性差，只有某種焊絲的直徑恰好適合某個轉動比時，排線準確可靠，無累積誤差，效率高;但是變速箱體積有限，能適應的焊絲直徑范圍有限，另外對在兩擋傳動比之間的焊絲直徑，排線時累計誤差較大。
[0010]2.步進電動機驅動凸輪排線。由焊絲的直徑和主軸的轉速來計算出步進電機的轉速。這種方式沒有變速箱的限制，能適應的焊絲直徑范圍較寬，累計誤差小；但是焊絲直徑的測量和焊絲直徑的變化是造成誤差的主要原因，且不同的滯后角和行程要靠更換不同的凸輪來實現調整。
[0011 ] 3.步進電動機驅動絲桿排線。由焊絲的直徑和主軸的轉速計算出步進電機的轉速，在行程的兩端設限位開關，利用步進電機正反轉控制排線的往返。這種方式適用的焊絲直徑范圍寬，誤差不會累計，排線行程容易調整，但是在行程兩端反向時，滯后角難以精確控制。
[0012]
【發明內容】
:
[0013]本實用新型旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種誤差積累小、適應焊絲直徑范圍寬、排線行程容易調整和滯后角控制精確的基于滯后角的焊絲層繞機。
[0014]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:所述焊絲層繞機由控制系統、排線機構和收線機構組成;收線機構與排線機構平行設置，收線機構位于排線機構的正前方。
[0015]收線機構由第一變頻電機和繞絲盤組成，第一變頻電機通過連軸器與繞絲盤軸連接。
[0016]排線機構包括第二變頻電機、絲杠、兩根導桿、移動平臺和擺動條形板。移動平臺的本體為方塊狀，所述本體水平地開有兩個通孔，兩個通孔平行設置，兩根導桿對應地穿過兩個通孔，兩根導桿的兩端與對應的左安裝架和右安裝架固定連接，在一根導桿的靠近左端處和靠近右端處對應地裝有左限位開關和右限位開關。所述本體的兩個通孔的上方或下方開有螺孔，螺孔中心線與兩個通孔中心線相互平行，絲杠與所述螺孔螺紋連接，絲杠的一端通過軸承安裝在右安裝架中，絲杠的另一端穿過安裝在左安裝架的軸承與第二變頻電機軸連接。
[0017]所述本體上平面后側的中間位置處垂直地開有軸孔，支撐軸的下端活動地裝入軸孔中，支撐軸的上端與擺動條形板的下平面靠近后端處固定連接;所述本體上平面裝有角位移傳感器，角位移傳感器位于所述軸孔的正前方，角位移傳感器的旋轉部分通過連接桿與擺動條形板下平面固定連接。
[0018]所述擺動條形板上平面的靠近前端處和靠近后端處對稱地開有條形槽，條形槽與擺動條形板的短邊平行，每個條形槽內裝有導向器。兩個導向器的結構相同:導向器包括兩個滑座、兩個滾柱和一個調節螺栓，兩個滑座均為方塊狀，兩個滑座活動地裝入所述條形槽內。兩個滑座分別開有螺孔，兩個滑座的螺孔螺紋方向相反，兩個滑座的螺孔中心線的延長線為同一直線；調節螺栓穿過所述條形槽與兩個滑座的螺孔螺紋連接，兩個滑座的上平面各裝有滾柱，兩個滾柱垂直設置;兩個滾柱的結構相同:圓型套筒通過軸承與豎軸活動連接，豎軸垂直地固定在滑座(14)的上平面。
[0019]控制系統包括PLC、第一變頻器、第二變頻器和觸摸屏。PLC的L接線端、N接線端與220V交流電的L相、N相對應連接，PLC的10.0接線端與左限位開關的NO接線端連接，PLC的10.1接線端與右限位開關的NO接線端連接;PLC的AIWO接線端與角位移傳感器的2接線端連接;PLC的RS485通信端口與觸摸屏的RS485通信端口連接;PLC的Q0.0接線端、Q0.1接線端、AQW4接線端與第一變頻器的DO接線端、Dl接線端、AC接線端對應連接;PLC的Q0.4接線端、Q0.5接線端、AQW6接線端與第二變頻器的DO接線端、Dl接線端、AC接線端對應連接;第一變頻器R接線端、S接線端、T接線端與第一變頻電機的A接線端、B接線端、C接線端對應連接，第二變頻器的R接線端、S接線端、T接線端與第二變頻電機的A接線端、B接線端、C接線端對應連接，三相交流電源的U相、V相、W相分別與第一變頻器的U接線端、V接線端、W接線端和第二變頻器的U接線端、V接線端、W接線端對應連接。
[0020]由于采用上述技術方案，本實用新型與現有技術相比具有如下積極效果:
[0021]1、本實用新型的控制系統采用了觸摸屏，能夠方便地對滯后角、繞線速度等參數進行修改。
[0022]2、本實用新型采用的導向器的結構是:每個條形槽內活動地設置有兩個方塊狀的滑座，兩個滑座沿同一中心線水平地開有螺孔，兩個滑座的螺孔螺紋方向相反;調節螺栓穿過條形槽與兩個滑座的螺孔螺紋連接，每個滑座的上平面活動地裝有兩個滾柱。旋轉調節螺栓便能夠調節滾柱的間距，故能適應各種不同規格的焊絲。
[0023]3、本實用新型的左限位開關和右限位開關對應地安裝在導桿的靠近左端處和靠近右端處，能方便地改變限位開關的安裝位置，排線行程容易調整，故能夠適應各種不同規格的繞絲盤。
[0024]4、本實用新型用的第二變頻電機驅動絲杠，使移動平臺和擺動條形板沿著導桿往返移動，排線位置受第二變頻電機和絲杠螺距的控制，故排線的誤差累積小。
[0025]5、本實用新型用的移動平臺和擺動條形板之間的角位移傳感器能夠測得繞線的滯后角，并反饋給PLC，形成閉環反饋，故能夠保證滯后角的精確控制。
[0026]因此，本實用新型具有誤差積累小、適應焊絲直徑范圍寬、排線行程容易調整和滯后角控制精確的特點。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型的一種結構不意圖；
[0028]圖2是圖1中I的局部放大不意圖；
[0029]圖3是圖1的左視不意圖；
[0030]圖4是本實用新型的一種控制系統不意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0032]實施例1
[0033]—種基于滯后角的焊絲層繞機。如圖1和圖3所示，所述焊絲層繞機由控制系統、排線機構和收線機構組成;收線機構與排線機構平行設置，收線機構位于排線機構的正前方。
[0034]如圖1所示，收線機構由第一變頻電機I和繞絲盤12組成，第一變頻電機I通過連軸器與繞絲盤12軸連接。
[0035]如圖1和圖3所示，排線機構包括第二變頻電機3、絲杠5、兩根導桿6、移動平臺7和擺動條形板9。移動平臺7的本體為方塊狀，所述本體水平地開有兩個通孔，兩個通孔平行設置，兩根導桿6對應地穿過兩個通孔，兩根導桿6的兩端與對應的左安裝架4和右安裝架10固定連接，在一根導桿6的靠近左端處和靠近右端處對應地裝有左限位開關2和右限位開關
11。所述本體的兩個通孔的上方或下方開有螺孔，螺孔中心線與兩個通孔中心線相互平行，絲杠5與所述螺孔螺紋連接，絲杠5的一端通過軸承安裝在右安裝架10中，絲杠5的另一端穿過安裝在左安裝架4的軸承與第二變頻電機3軸連接。
[0036]如圖3所示，所述本體上平面后側的中間位置處垂直地開有軸孔，支撐軸18的下端活動地裝入軸孔中，支撐軸18的上端與擺動條形板9的下平面靠近后端處固定連接;所述本體上平面裝有角位移傳感器17，角位移傳感器17位于所述軸孔的正前方，角位移傳感器17的旋轉部分通過連接桿16與擺動條形板9下平面固定連接。
[0037]如圖1和圖3所示，所述擺動條形板9上平面的靠近前端處和靠近后端處對稱地開有條形槽，條形槽與擺動條形板9的短邊平行，每個條形槽內裝有導向器8。兩個導向器8的結構相同:如圖2所示，導向器8包括兩個滑座14、兩個滾柱13和一個調節螺栓15;兩個滑座14均為方塊狀，兩個滑座14活動地裝入所述條形槽內；兩個滑座14分別開有螺孔，兩個滑座14的螺孔螺紋方向相反，兩個滑座14的螺孔中心線的延長線為同一直線。調節螺栓15穿過所述條形槽與兩個滑座14的螺孔螺紋連接，兩個滑座14的上平面各裝有滾柱13，兩個滾柱13垂直設置;兩個滾柱的結構相同:圓型套筒通過軸承與豎軸活動連接，豎軸垂直地固定在滑座(14的上平面)。
[0038]控制系統包括PLC20、第一變頻器24、第二變頻器22和觸摸屏21。如圖4所示，PLC20的L接線端、N接線端與220V交流電19的L相、N相對應連接，PLC20的10.0接線端與左限位開關2的NO接線端連接，PLC20的1.1接線端與右限位開關11的NO接線端連接;PLC20的AIWO接線端與角位移傳感器17的2接線端連接;PLC20的RS485通信端口與觸摸屏21的RS485通信端口連接;PLC20的Q0.0接線端、Q0.1接線端、AQW4接線端與第一變頻器24的DO接線端、Dl接線端、AC接線端對應連接;PLC20的Q0.4接線端、Q0.5接線端、AQW6接線端與第二變頻器22的DO接線端、Dl接線端、AC接線端對應連接;第一變頻器24R接線端、S接線端、T接線端與第一變頻電機I的A接線端、B接線端、C接線端對應連接，第二變頻器22的R接線端、S接線端、T接線端與第二變頻電機3的A接線端、B接線端、C接線端對應連接，三相交流電源23的U相、V相、W相分別與第一變頻器24的U接線端、V接線端、W接線端和第二變頻器22的U接線端、V接線端、W接線端對應連接。
[0039]本【具體實施方式】與現有技術相比具有如下積極效果:
[0040]1、本【具體實施方式】的控制系統采用了觸摸屏21，能夠方便地對滯后角、繞線速度等參數進行修改。
[0041]2、本【具體實施方式】采用的導向器8的結構是:每個條形槽內活動地設置有兩個方塊狀的滑座14，兩個滑座14沿同一中心線水平地開有螺孔，兩個滑座14的螺孔螺紋方向相反;調節螺栓15穿過條形槽與兩個滑座14的螺孔螺紋連接，每個滑座14的上平面活動地裝有兩個滾柱13。旋轉調節螺栓15便能夠調節滾柱13的間距，故能適應各種不同規格的焊絲。
[0042]3、本【具體實施方式】的左限位開關2和右限位開關11對應地安裝在導桿6的靠近左端處和靠近右端處，能方便地改變限位開關的安裝位置，排線行程容易調整，故能夠適應各種不同規格的繞絲盤。
[0043]4、本【具體實施方式】用的第二變頻電機3驅動絲杠5，使移動平臺7和擺動條形板9沿著導桿6往返移動，排線位置受第二變頻電機3和絲杠螺距5的控制，故排線的誤差累積小。
[0044]5、本【具體實施方式】用的移動平臺7和擺動條形板9之間的角位移傳感器17能夠測得繞線的滯后角，并反饋給PLC20，形成閉環反饋，故能夠保證滯后角的精確控制。
[0045]因此，本【具體實施方式】具有誤差積累小、適應焊絲直徑范圍寬、排線行程容易調整和滯后角控制精確的特點。
【主權項】
1.一種基于滯后角的焊絲層繞機，其特征在于所述焊絲層繞機由控制系統、排線機構和收線機構組成;收線機構與排線機構平行設置，收線機構位于排線機構的正前方； 收線機構由第一變頻電機(I)和繞絲盤(12)組成，第一變頻電機(I)通過連軸器與繞絲盤(12)軸連接； 排線機構包括第二變頻電機(3)、絲杠(5)、兩根導桿(6)、移動平臺(7)和擺動條形板(9);移動平臺(7)的本體為方塊狀，所述本體水平地開有兩個通孔，兩個通孔平行設置，兩根導桿(6)對應地穿過兩個通孔，兩根導桿(6)的兩端與對應的左安裝架(4)和右安裝架(10)固定連接，在一根導桿(6)的靠近左端處和靠近右端處對應地裝有左限位開關(2)和右限位開關(11);所述本體的兩個通孔的上方或下方開有螺孔，螺孔中心線與兩個通孔中心線相互平行，絲杠(5)與所述螺孔螺紋連接，絲杠(5)的一端通過軸承安裝在右安裝架(10)中，絲杠(5)的另一端穿過安裝在左安裝架(4)的軸承與第二變頻電機(3)軸連接； 所述本體上平面后側的中間位置處垂直地開有軸孔，支撐軸(18)的下端活動地裝入軸孔中，支撐軸(18)的上端與擺動條形板(9)的下平面靠近后端處固定連接;所述本體上平面裝有角位移傳感器(17)，角位移傳感器(17)位于所述軸孔的正前方，角位移傳感器(17)的旋轉部分通過連接桿(16)與擺動條形板(9)下平面固定連接； 所述擺動條形板(9)上平面的靠近前端處和靠近后端處對稱地開有條形槽，條形槽與擺動條形板(9)的短邊平行，每個條形槽內裝有導向器(8);兩個導向器(8)的結構相同:導向器(8)包括兩個滑座(14)、兩個滾柱(13)和一個調節螺栓(15)，兩個滑座(14)均為方塊狀，兩個滑座(14)活動地裝入所述條形槽內；兩個滑座(14)分別開有螺孔，兩個滑座(14)的螺孔螺紋方向相反，兩個滑座(14)的螺孔中心線的延長線為同一直線；調節螺栓(15)穿過所述條形槽與兩個滑座(14)的螺孔螺紋連接，兩個滑座(14)的上平面各裝有滾柱(13)，兩個滾柱(13)垂直設置;兩個滾柱的結構相同:圓型套筒通過軸承與豎軸活動連接，豎軸垂直地固定在滑座(14)的上平面； 控制系統包括PLC (20),第一變頻器(24)、第二變頻器(22)和觸摸屏(21); PLC( 20)的L接線端、N接線端與220V交流電(19)的L相、N相對應連接，PLC(20)的1.0接線端與左限位開關(2)的NO接線端連接，PLC(20)的1.1接線端與右限位開關(11)的NO接線端連接;PLC(20)的AIWO接線端與角位移傳感器(17)的2接線端連接;PLC(20)的RS485通信端口與觸摸屏(21)的RS485通信端口連接;PLC(20)的如.0接線端、00.1接線端^0胃4接線端與第一變頻器(24)的DO接線端、DI接線端、AC接線端對應連接;PLC (20)的Q0.4接線端、Q0.5接線端、AQW6接線端與第二變頻器(22)的DO接線端、Dl接線端、AC接線端對應連接;第一變頻器(24)R接線端、S接線端、T接線端與第一變頻電機(I)的A接線端、B接線端、C接線端對應連接，第二變頻器(22)的R接線端、S接線端、T接線端與第二變頻電機(3)的A接線端、B接線端、C接線端對應連接，三相交流電源(23)的U相、V相、W相分別與第一變頻器(24)的U接線端、V接線端、W接線端和第二變頻器(22)的U接線端、V接線端、W接線端對應連接。
【文檔編號】B65H54/547GK205709182SQ201620645519
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】段偉, 鐘誠, 葉小雨, 童小琴, 徐根達, 尤金林, 周鼎, 楊遠興, 趙光耀, 蔡孟琳
【申請人】武漢科技大學城市學院