步進(jìn)電機(jī)在電焊機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘要】本文詳細(xì)分析電焊機(jī)的工作情況與工作流程，介紹步進(jìn)電機(jī)在電焊機(jī)控制系統(tǒng)中的控制方案的設(shè)計(jì)及步進(jìn)電機(jī)軟件和硬件的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，定位準(zhǔn)確，提高電焊機(jī)的工作效率從而實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)的自動(dòng)化工作。

【關(guān)鍵詞】步進(jìn)電機(jī)；電焊機(jī)；驅(qū)動(dòng)器

引言

電焊工人長期手持焊槍對加工零件進(jìn)行焊接，不但工作辛苦勞累而且焊接質(zhì)量無法保證，生產(chǎn)效率低下。步進(jìn)電機(jī)在電焊機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有效減輕了電焊工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境，保證焊接質(zhì)量，提高焊接生產(chǎn)效率。

1、電焊機(jī)工作情況和工作流程簡介

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)我公司焊接工作主要是兩個(gè)棒料之間的對焊，焊接時(shí)工人需要將棒料旋轉(zhuǎn)一圈多，同時(shí)還要保證兩棒料之間的同心度。焊接同心度和焊接牢靠全憑電焊工人的工作經(jīng)驗(yàn)。

通過認(rèn)真分析焊接的工作狀況，歸納總結(jié)出焊接的工作流程。其工作流程如下圖所示：

2、硬件設(shè)計(jì)

依據(jù)電焊機(jī)的工作流程設(shè)計(jì)合理的控制原理圖。

棒料的頂緊和松開，焊槍頭的前進(jìn)與后退分別由氣缸作為動(dòng)力裝置來實(shí)現(xiàn)，而氣缸的控制則需電磁氣閥來實(shí)現(xiàn)。焊接工作是總是棒料緩慢旋轉(zhuǎn)390度后停止。如果選擇普通的三相異步電動(dòng)機(jī)需要解決兩個(gè)問題。一個(gè)問題是速度的降低，一個(gè)是旋轉(zhuǎn)390度時(shí)的停止。對于這兩個(gè)問題的解決無論是從機(jī)械方面還是從電氣控制方面來說都是相對比較難的。而步進(jìn)電機(jī)恰好有這兩個(gè)方面的優(yōu)勢，既可以控制速度也可控制旋轉(zhuǎn)的角度，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)體積小，力矩大完全滿足電焊機(jī)機(jī)械和電氣控制兩方面的要求，因此選擇兩相步進(jìn)電機(jī)85BYGH103。

電焊機(jī)自動(dòng)焊接的電氣控制原理圖如下圖1圖2所示；

3、軟件設(shè)計(jì)

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。因此可以通過控制脈沖數(shù)量的多少來控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)還可以通過控制脈沖頻率的高低來控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。根據(jù)實(shí)際工作情況驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為每轉(zhuǎn)800脈沖，一個(gè)脈沖步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)0.45度，保證步進(jìn)電機(jī)平滑的運(yùn)轉(zhuǎn)。

步進(jìn)電機(jī)控制器發(fā)出均勻脈沖信號，當(dāng)它發(fā)出的信號進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器后，就會(huì)由驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)所需要的強(qiáng)電流信號，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此當(dāng)步進(jìn)電機(jī)控制器運(yùn)行時(shí)，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)按照控制的內(nèi)部程序進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)的自動(dòng)控制。步進(jìn)電機(jī)控制器的程序是：

4、步進(jìn)電機(jī)控制器程序的輸入和調(diào)試運(yùn)行

將編輯好的程序輸入到控制器中，調(diào)節(jié)好控制器的相應(yīng)參數(shù)使步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行與電焊機(jī)的各種工作配合到最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)的自動(dòng)工作。

5、總結(jié)

通過步進(jìn)電機(jī)在電焊機(jī)控制系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電焊機(jī)的自動(dòng)化控制，提高了電焊機(jī)的焊接質(zhì)量，提高了電焊機(jī)的生產(chǎn)效率，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。