球体火焰喷焊自动控制系统的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本专利涉及球体火焰喷焊技术领域，具体涉及一种能够自动控制球体火焰喷焊工艺参数的装置及控制系统。
【背景技术】
[0002]目前国内球体表面一般采用手动喷焊、车床喷焊等方式。手动喷焊是将球体固定在支架上，支架带动球体绕轴线旋转，工人手持喷枪对球体表面喷焊，这种方式很难控制喷枪与球体之间的距离以及相对速度，主要依靠工人操作经验，所以喷焊后球体表面涂层质量很难得到保证，并且由于在高温环境，工人作业环境较恶劣、作业强度较大。车床喷焊方式使用比较多，一般是在车床的基础上进行改造，车床主轴带动球体做回转运动，丝杠带动溜板箱和喷枪做往复运动，由于喷枪运动方向和球体回转轴平行，因此在喷焊过程中喷枪和球体表面距离是一直变化的。在丝杠速度和喷枪流量一定时，喷焊材料在球体表面的沉积并不均匀，球体中间位置处喷焊材料沉积最多，而球体两侧位置处喷焊材料沉积最少，当球体两侧位置涂层满足工艺要求时，球体其他位置特别是球体中间位置就产生较多的喷焊材料浪费，由于喷焊材料比基体材料贵很多，所以造成了成本的大幅上升，为了提高喷焊质量以及减少喷焊成本，很有必要发明一种自动控制球体火焰喷焊装置。
【发明内容】
[0003]为了克服现有喷焊装置的上述缺点，本发明提供保证球体表面喷焊均匀，节省喷焊材料的球体火焰喷焊自动控制系统。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，球体火焰喷焊自动控制系统，由机械部分、控制系统硬件部分以及软件部分组成，机械部分包括车床，车床上设有用于夹持球体工装的三爪卡盘，球体通过工装安装在车床上后可由车床的主轴箱带动作回转运动，车床上安装有喷焊装置，喷焊装置包括转盘，转盘位于球体的正下方，转盘上安装有用于固定喷枪的支架，支架可以在转盘上径向移动以调节喷枪与球体之间的距离，转盘通过伺服电机的驱动绕球体的中心在圆周方向作往复转动，转盘为一个大齿轮，转盘与伺服电机之间安装多个小齿轮构成齿轮副，用于传递及减小伺服电机的转速；
控制系统硬件部分由工控机和运动控制卡组成，工控机和运动控制卡集成在控制柜中，工控机对控制信号处理后传递给运动控制卡，运动控制卡发送脉冲信号给所述伺服电机，通过伺服电机转动将运动传递给所述齿轮副，从而带动所述喷枪转动；
软件部分包括工艺参数输入模块以及电机控制模块，在工艺参数输入模块中输入球体直径D以及球体通道直径d，工控机会根据球体直径D以及球体通道直径d，计算出喷枪需要转过的角度Θ以及喷焊过程中喷枪距离球体中心线角度δ以及对应的运行速度V;工艺参数输入模块中输入喷涂层数N，工控机会根据输入的喷涂层数N计算出当前正在喷涂层数η、余下喷涂层数a ;电机控制模块包括运行状态监视区以及操作按钮区，运行状态监视区显示喷枪当前位置δ、运行速度V、喷涂层数N、当前正在喷涂层数η、余下喷涂层数a;操作按钮区有预备按钮、运行按钮、回原点按钮、紧急停止按钮、复位按钮、顺时针调整按钮、逆时针调整按钮，通过点击操作按钮区的按钮控制伺服电机的运动。
[0005]支架的数量为2个，对称设置在球体的两侧。
[0006]软件部分包括作业信息输入模块，所述作业信息输入模块中可以输入作业时间、作业人员、零件名称、图号、批号、环境温湿度以及其他生产信息，并保存在数据库中。
[0007]在所述工艺参数输入模块中可以输入球体材料、喷焊材料、气源压力以及其他工艺参数，并保存在数据库中。
[0008]软件部分包括报表生成和查询模块，报表生成和查询模块可以对所述数据库中的参数进行读取调用，当喷焊作业完成以后可以生成喷焊工艺记录报表。
[0009]本发明的有益效果是:
1、由于实现喷枪围绕球体中心旋转喷焊，并且可以根据球体尺寸调节喷枪到球体中心的距离，因此在球体火焰喷焊的过程中，喷枪至球体表面的距离能始终保持一致；且工控机可以计算每个位置喷枪需要移动的速度，然后通过运动控制卡控制伺服电机转速，保证了球体表面喷焊涂层的均匀。
[0010]2、可以在工艺参数输入模块中输入喷枪往复喷焊的次数，以满足球体喷焊技术要求，保证喷焊涂层的厚度以及加工余量。
[0011]3、在作业信息输入模块和工艺参数输入模块中输入的数据保存在数据库中，可以满足对数据调用查询。
[0012]4、实现了对球体喷焊的自动控制，改善了球体喷焊的作业环境，减轻了球体喷焊工人的生产难度。
【附图说明】
[0013]图1是本实施例的机械部分结构示意图；
图2是本实施例控制系统硬件部分以及软件部分流程示意图；
图3是图1中部件104与部件105的位置示意图。
[0014]图中:101.车床；102.三爪卡盘；103.工装；104.球体；105.喷枪；106.支架；107.调节板；108.小齿轮；109.伺服电机；110.转盘；111.控制柜；112.运行状态监视器；113.操作按钮区；200.控制系统硬件部分；201.工控机；202.运动控制卡；300.软件部分；3011.作业信息输入模块；3012.工艺参数输入模块；3013.报表生成和查询模块；3014.电机控制模块；302.数据库；303.工艺记录报表。
【具体实施方式】
[0015]
球体火焰喷焊自动控制系统，由机械部分100、控制系统硬件部分200以及软件部分300组成，机械部分100包括车床101，车床101上设有用于夹持球体工装的三爪卡盘102，球体104通过工装103安装在车床101上后可由车床101的主轴箱带动作回转运动，车床101上安装有喷焊装置，喷焊装置包括转盘110，转盘110位于球体104的正下方，转盘104上安装有用于固定喷枪105的支架106，支架106可以在转盘110上径向移动以调节喷枪105与球体104之间的距离，转盘104通过伺服电机109的驱动绕球体的中心在圆周方向作往复转动，转盘110为一个大齿轮，转盘110与伺服电机109之间安装多个小齿轮108构成齿轮副，用于传递及减小伺服电机109的转速；
控制系统硬件部分200由工控机201和运动控制卡202组成，工控机201和运动控制卡202集成在控制柜111中，工控机201对控制信号处理后传递给运动控制卡202，运动控制卡202发送脉冲给所述伺服电机109，伺服电机109转动传递给所述转盘110，从而带动所述喷枪105转动；
软件部分300包括工艺参数输入模块