1.一种三轴数控高频焊接装置,其特征在于,包括三维运动机构、高频焊接装置、送丝装置以及控制单元;
所述高频焊接装置安装在所述三维运动机构上面,包括高频焊接控制器(25)、高频焊接感应圈(26);
所述送丝装置安装在所述三维运动机构上面,包括第一送丝器(27)、第二送丝器(28)、第一送丝管(29)、第二送丝管(30);所述第一送丝器(27)、所述第二送丝器(28)分别置于所述高频焊接控制器(25)的两边;所述第一送丝管(29)介于第一送丝器(27)与高频焊接感应圈(26)之间,将锡丝导向高频焊接感应圈(26)的一侧;所述第二送丝管(30)介于第二送丝器(28)与高频焊接感应圈(26)之间,将锡丝导向高频焊接感应圈(26)的另一侧;所述高频焊接装置接通电源后,即可控制所述高频焊接感应圈(26)工作,融化锡丝,完成焊接点位的焊接;
所述控制单元一方面控制所述三维运动机构作三维空间运动,进而带动所述高频焊接装置和所述送丝装置作三维空间运动;所述控制单元另一方面控制高频焊接装置进行点位焊接;
所述三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构;
所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构、所述Z轴运动机构的构造相同,均包括:底座、导轨、步进电机、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母底座、零位接近开关、限位接近开关;所述导轨设置在所述底座上面;所述滚珠丝杠设置在两根导轨中间;所述步进电机位于滚珠丝杠的一端,所述滚珠丝杠螺母底座与所述滚珠丝杠连接,所述步进电机转动带动所述滚珠丝杠转动,进而带动所述滚珠丝杠螺母底座沿着所述导轨做相对直线运动;所述零位接近开关设置在导轨中间靠近步进电机的一端,决定底座运动的起始位置;所述限位接近开关设置在导轨中间的另一端,决定底座运动的最大行程;
所述X轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座与所述Z轴运动机构的底座的一端固定,所述X轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座能够带动所述Z轴运动机构一起沿X轴方向运动;所述Z轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座与所述Y轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座固定连接,所述Z轴运动机构的滚珠丝杠螺母底座能够带动所述Y轴运动机构一起沿Z轴方向运动;所述X轴运动机构、所述Y轴运动机构、所述Z轴运动机构两两之间相互垂直;
所述导轨由对称设置在底座上的两根滑轨实现;
所述高频焊接装置安装在所述Y轴运动机构的前端,所述高频焊接控制器(25)位于上方,高频焊接感应线圈(26)位于下方;所述第一送丝器(27)、所述第二送丝器(28)均安装于Y轴运动机构的前端;
所述控制单元包括STM32单片机(31)、工业串口屏(24)及三轴霍尔操纵杆(23);所述单片机与所述步进电机相连,用于驱动所步进电机旋转;所述单片机与所述高频焊接控制器(25)相连,用于控制高频点位焊接;所述工业串口屏(24)作为人机接口界面,实时呈现装置的运行状态与参数,同时接收将用户指令并发送给单片机;所述三轴霍尔操纵杆(23)通过单片机控制多个焊接工位的位置设定;
所述单片机通过电机驱动器与所述步进电机相连;所述单片机与所述高频焊接控制器之间还设有继电器;
所述步进电机与所述单片机之间还设有接近传感器,所述接近传感器在每个轴的末端和始端分别有一个,当相应的轴运动到始端或者末端时,接近传感器发送指令给单片机,然后单片机发送指令使步进电机停止运转;
所述工业串口屏设置在控制柜(22)的顶面;所述单片机设置所述控制柜(22)的内部;
所述三轴霍尔操纵杆(23)的手柄穿出所述控制柜(22)。
2.一种三轴数控高频焊接控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:在一批同规格待焊接工件中选择其中一个待焊工件放在焊接平台上固定,然后执行下一步;
步骤二:给装置上电,判断三个步进电机是否在电气零点,具体是通过三个零位接近开关指示灯进行识别,若某轴上的步进电机不在电气零点,该轴对应的限位接近开关指示灯处于熄灭状态;如果三个零位接近开关指示灯亮,执行下一步;反之按下工业串口屏“回零”按钮,使三个电机回到电气零点再执行下一步;
步骤三:如果该待焊工件焊接工艺在之前的工作中已存储,则按下工业串口屏“自动焊接”按钮进入自动焊接模式,执行步骤十六;反之,需要对这个焊接工件进行手动设置,按下“手动设置”按钮进入手动设置模式,执行下一步;
步骤四:进入“手动设置”页面,首先对参数进行设置,参数包括焊接点个数m、送丝器送丝长度、送丝器送丝速度、送丝器回丝长度、高频焊保温时间、高频焊预热时间,参数设置完成后,执行下一步;
步骤五:判断该待焊工件的多个焊接点是否等距,若是,按下“复制递推”按钮,进入复制递推焊接模式,执行下一步;若不是,按下“逐点设置”按钮,进入逐点焊接模式,执行步骤十二;
步骤六:按下工业串口屏“复制递推焊接点1设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴上的三个步进电机使高频焊接感应圈到达焊接工位点1;其中焊接工位点的标号按照放置在焊接工作台固定后从左往右的顺序排列,在焊接过程中焊接工作也是按照从左往右的焊接顺序进行焊接;按下工业串口屏“复制递推焊接点1完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接过渡点1操作页面,执行下一步;
步骤七:按下工业串口屏“复制递推焊接过渡点1设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈离开焊接工位点1,选择一个合适的位置作为焊接工位点1与焊接工位点2的过渡点,按下工业串口屏“复制递推焊接过渡点1完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接工位点2操作页面,执行下一步;
步骤八:按下工业串口屏“复制递推焊接点2设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈到达焊接工位点2,按下工业串口屏“复制递推焊接点2完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接过渡点2操作页面,执行下一步;
步骤九:按下工业串口屏“复制递推焊接过渡点2设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴三个步进电机使高频焊接感应圈离开焊接工位点2,选择一个合适的位置作为焊接工位点2与焊接工位点3的过渡点,按下工业串口屏“复制递推焊接过渡点2完成”按钮,工业串口屏自动跳转至数据存储页面,执行下一步;
步骤十:在该装置中设计了1-10共十个可供存储的存储通道,点击任意数字即可将该待焊工件的点位信息以及焊接参数保存在该数字对应的存储通道,以便下次需要焊接同种类型的焊接工件时直接进入自动焊接模式即可,数据保存成功后执行下一步;
步骤十一:按下“回零”按钮,让X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机回到电气零点,执行步骤十七;
步骤十二:按下工业串口屏“逐点设置焊接点1设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈到达焊接工位点1,其中焊接工位点的标号按照放置在焊接工作台固定后从左往右的顺序排列,在焊接过程中焊接工作也是按照从左往右的焊接顺序进行焊接;按下工业串口屏“逐点设置焊接点1完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接过渡点1操作页面,执行下一步;
步骤十三:按下工业串口屏“逐点设置焊接过渡点1设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈离开焊接工位点1,选择一个合适的位置作为焊接工位点1与焊接工位点2的过渡点,按下工业串口屏“逐点设置焊接过渡点1完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接工位点2操作页面,执行下一步;
步骤十四:按下工业串口屏“逐点设置焊接点2设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈到达焊接工位点2,按下工业串口屏“逐点设置焊接点2完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接过渡点2操作页面,执行下一步;
步骤十五:按下工业串口屏“逐点设置焊接过渡点2设置”按钮,通过三轴霍尔操纵杆操纵X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机使高频焊接感应圈离开焊接工位点2,选择一个合适的位置作为焊接工位点2与焊接工位点3的过渡点,按下工业串口屏“逐点设置焊接过渡点2完成”按钮,工业串口屏自动跳转至焊接工位点3操作页面,以下步骤操作方法同步骤十四和步骤十五,依次完成焊接工位点3、焊接过渡点3……焊接工位点m、焊接过渡点m,按下工业串口屏“逐点设置焊接过渡点m完成”按钮,工业串口屏自动跳转至数据存储页面,执行步骤十;
步骤十六:进入自动焊接模式界面,会出现1-10十个功能按钮,按下该待焊工件焊接工艺之前保存的存储通道即可将该待焊工件的点位信息以及焊接参数调取出来,确认数据无误后按下“确认调取数据”按钮,执行下一步;
步骤十七:按下“运行”按钮,装置进入自动焊接状态,待焊工件焊接完成后,X轴、Y轴、Z轴的三个步进电机自动回到电气零点,当确认三个电机回到电气零点后,执行下一步;
步骤十八:将焊接完成后的工件取下,并将下一个同批次待焊工件放在焊接平台上并固定,执行步骤十七;若该批次焊接工件已全部完成焊接工作,执行步骤十九;
步骤十九:关闭电源。