潘　彬

摘　要　通過(guò)在引進(jìn)設(shè)備日本3K公司MIG焊機(jī)改造過(guò)程中，對(duì)設(shè)備控制系統(tǒng)的分析和研究，介紹了在PLC程序設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)庫(kù)查表技術(shù)，對(duì)軟件仿真硬件技術(shù)在設(shè)備改造中的進(jìn)一步實(shí)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(kù)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(duì)于直管對(duì)接焊接來(lái)說(shuō)，MIG焊機(jī)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(shù)調(diào)整要求嚴(yán)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(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(duì)接任務(wù)。
　　為了充分發(fā)揮MIG焊和TIG焊各自的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，出現(xiàn)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(shè)計(jì)制造和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)TIG加MIG焊機(jī)設(shè)備的同時(shí)，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(tái)MIG焊機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)運(yùn)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(wú)級(jí)調(diào)速，焊槍擺動(dòng)控制也采用直流無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)械傳動(dòng)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(hào)、氣體號(hào)、初始電流時(shí)間t₁、運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)間t₂(t₂≥0.1時(shí)主軸運(yùn)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(zhuǎn)速、焊槍擺動(dòng)速度。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)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(yùn)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(gè)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(jí)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(shí)現(xiàn)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(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(shí)施

　　在1號(hào)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(hào)槍時(shí)為TIG焊機(jī)功能，選2、3號(hào)槍時(shí)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(shí)對(duì)部分屏幕參數(shù)作了重新定義：
　　預(yù)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(jī)主軸只有零位，停止位，減速位三個(gè)行程開關(guān)，也就是說(shuō)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(lái)說(shuō)，可采用給主軸連接一個(gè)脈沖編碼器，靠PLC計(jì)算脈沖數(shù)來(lái)定位，實(shí)現(xiàn)角度控制。但是這需要在機(jī)械上增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，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(duì)這臺(tái)設(shè)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(yùn)算仿真，同樣實(shí)現(xiàn)了多角度預(yù)置功能。具體到程度設(shè)計(jì)上，就是主要采用了數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)不同角度需要不同的時(shí)間，而在轉(zhuǎn)過(guò)相同角度情況下，不同主軸轉(zhuǎn)速也對(duì)應(yīng)著不同的時(shí)間。這樣，我們就可以形成這樣一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表(見表1)。

表1　相同角度情況下主軸轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間