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管道全位置自动焊机技术的发展历程
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发布者:admin 发布时间:2017-06-02 11:40 【字体:
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管道全位置自动焊机技术的发展历程
(一)概述
管道全位置自动焊机采用熔化极全位置焊接技术,最早出现于20世纪60年代末期,美国CRC公司率先将该项技术应用于管道施工。起初只是焊接小车带动焊枪行走,焊接参数(焊接电流、电压、焊接速度等)均为手动控制。目前,生产全位置自动焊接设备的除了美国CRC公司外,还有德国公司、美国MAGNATECH公司、荷兰VERAWELD公司、英国Noreast公司、法国SERIMER DASA公司、意大利PWT公司等。
我国管道建设起始于20世纪60年代,中国石油天然气管道科学研究院特种施工机具研究所研制成功了PAW 2000管道全位置自动焊机现已在施工现场应用。
(二)系统构成及主要技术指标
PAW2000自动焊接系统由焊接小车、导向轨道、控制箱、焊接电源、保护气体供给系统等组成。
PAW 2000管道全位置自动焊机的主要性能指标如下:
(1)焊接速度0-2400mm/min连续可调。
(2)送丝速度0-16m/min连续可调。
(3)电弧电压14-27V连续可调。
(4)摆动宽度最大40mm。
(5)摆动轨迹任意设定。
(6)单摆时间最小250ms。
(7)焊接方式熔化极气体保护源(GMAW)。
(8)焊丝直径0.8-1.2mm。
(9)保护气体C02+Ar。
(10)送气、滞后断气时间任意设定。
(11)适用焊接电源硅整流或逆变电源(350A以上),具有焊接电压远控接口(0-5V DC或0-10V DC)。
(12)用管径400-1016mm。
(三)机械结构
(1)焊接小车。焊接小车由行走机构、送丝机构、焊枪姿态调整机构、安装底扳等组成。
(2)导向轨道。导向轨道由轨道体、侧齿圈、调节螺栓、紧固卡等部分组成,侧齿圈固定于轨道体上。
(四)自动控制系统
PAW 2000管道全位置自动焊机控制系统采用了数字信号处理器(DSP)为核心的先进运动控制技术,每秒平均运行2000万条指令,运算精度高,可对四个控制电动机实现全数字化伺服算法控制。控制系统硬件结构:
(1)运动控制器主板。运动控制器主板具有很强的控制功能和较高的可靠性。诚主板采用手轮编码器通道和通用的I/O通道作为输入、输出接口,RS - 232串行口作为上位机与运动控制器的通讯接口,JMACHI-JM-ACH2通道控制四台电动机。
(2)I/O通道。I/O通道主要作用是为手持盒和焊接电源控制提供一个信号的输入、输出通道。
(3)手持操作盒。手持操作盒设有焊接方向功能键、焊道选择功能键、焊枪位置调节键、焊车行走控制健、送丝状态控制键、焊接过程控制键、焊接过程复位键以及焊枪增幅调节键。自动焊机的控制全部通过手持操作盒来完成。
(4)焊接电源的控制。为满足自动焊接的需要,必须在运动控制器和焊接电源之间设置一个接口电路,其作用是将运动控制器送出的8位二进制数字转化为模拟电压信号或线性分段递变电阻值,以便由焊接程序自动控制电弧电压。
(5)伺服电动机的闭环控制。运动控制器在运行时自动闭合电动机的数字伺服环,伺服环的功能是通过反馈产生使电动机的实际位置逼近所要求位置的输出。
(五)应用
PAW 2000管道全位置自动焊机的成功研制和规模应用,从根本上平抑了国外自动焊机价格,迫使进口自动焊机的价格大幅度下降约50%。它在长输管道建设中的应用,既填补了我国管道自动焊接技术的空白,又提高了我国管道施工队伍的技术水平,为我国管道施工企业参与国际竞争奠定了坚实的技术基础。继西气东输工程之后,出川管道、中俄管道也开工在即,PAW 2000管道自动焊机的推广应用,将为我国的管道建设事业发挥应有的作用。
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