焊缝跟踪器 上海戟戊机械生产HMG-05

一．概述：
焊缝跟踪系统由传感器、控制系统和执行机构三部分组成。电子传感器接触工件，采集焊接坡口和工件的高度、横向变化信号，通过控制器的放大、转换，由X-Y滑块执行焊炬精确地随动。

二、特点：
1、实时跟踪焊缝形状，根据焊道状况及时修正焊炬所处的位置，有利于形成标准焊道；
2、控制精度高、响应速度快，适用于TIG、CO2、MIG、SAW等焊接方法和焊接形式；
3、容易和现有半自动焊接操作机等**设备配合使用，实现自动化焊接
4、可编程控制器具有多种控制功能
初始位置信号输出功能；
焊缝末端定时检测功能；
定位点检测功能；
左右换向跟踪功能；
强制跟踪；焊缝偏差防止功能
多种用户可选择的扩展功能
三．结构外形图
 
1．控制盒（Control Box）：电源线 1.5m×1
2．X、Y滑块(X.Y Slide)：连接线2m×2
3．传感器(Sensor For Detection)：连接线2m×1
4．感应器调整夹具(Probe Adjust Holder For Detection)：×1
5.  远端控制盒(Remote Control Box)（可选）：×1

四．技术参数
      型号
特征       	HMG-05	HMG-10	HMG-20
载重	25kg	50kg	100kg
检测范围	X-Y各100mm	X-Y各200mm	X-Y各200mm
检测速度	250mm/min	250mm/min	200mm/min
精度	±0.25mm
允许承载力矩	700kg-cm	1400kg-cm	2800kg-cm
滑块重量	14Kg	18Kg	29Kg
焊接方法	MIG，TIG，CO2	埋弧焊	双枪埋弧焊
参数说明如下：
1．手动控制：上、下、左、右及拉起控制。
2．自动控制：下移动**功能，左移动**功能，右移动**功能，拉起功能，**检测功能，焊道末端检测功能，强制跟踪功能，焊缝偏离防止功能，紧急停止功能。所有功能可编程处理。
3．驱动方式：马达驱动丝杠
4．马达：直流高精度马达
5．电源：单相交流220V，50Hz，2A
6．可选部件：远程控制盒 HRC—1

五．部件说明
1．控制盒
 控制盒由各种半导体控制芯片构成，所有功能都已设置好，并可编程使用。外部连接线通过连接端口连接，因此便于使用与维护。
1．1 外部连接端口
端口1：电源连接端口，单相交流220V，50赫兹，2V，1.5m线一条。
端口2：滑块连接器，控制上下功能，2m线一条。
端口3：滑块连接器，控制左右功能，2m线一条。
端口4：传感器连接端口，2m线一条。
端口5：连接远端控制器，3m线一条。
端口6：焊机输出线连接端口。
1．2 各种调节器
（1）电源开关
使用控制盒时，打开电源；完成工作时，一定要关掉电源。
（2）电源指示灯
电源打开时，指示灯点亮。  
（3）保险丝
电源熔断保护。电源过载时，保险丝熔断保护设备安全。
（4）自动、手动和拉起开关
1）自动开关
在这个位置，自动检测错误的焊接过程，在距焊缝端头大于1.2mm的焊道上可检测异常情况，可上下左右移动
2）手动开关
手动控制可同时或单独地进行上下左右移动
3）拉起开关
按设定的拉起时间移动滑块
（5）右向，左向，垂直方向（参考功能选择程序）
是选择焊接开始，终了时焊枪的进入和拉起方向的选择功能
1）右方向运行模式（关闭**向下模式）定时器“008”
当选择“右方向运行模式”，运行时可实现运行“自动模式”时可实现：向下和向右的同时移动。当在右方向的位置上检测到工件时停止滑块的移动，并按照传感器检测到的状况，预设的模式进行焊缝跟踪
2）右方向运行模式（开启**向下模式）定时器“009”
当选择“ 右方向运行模式” 运行“自动模式”时可实现：先向下移动，然后向右移动。当在右方向的位置上检测到工件时停止滑块的移动，并按照传感器检测到的状况，预设的模式进行焊缝跟踪
3）左方向运行模式（关闭**向下模式）定时器“004”
当选择“左转方向运行模式”，运行“自动模式”时可实现：向下和向左的同时移动。在左方向的位置上检测到工件时停止滑块的移动，并按照传感器检测到的状况，预设的模式进行焊缝跟踪
4）左方向运行模式（开启**向下模式）定时器“005”
当选择“左方向运行模式”，运行“自动模式”时可实现：先向下移动，然后向左移动。在左方向的位置上检测到工件时停止滑块的移动，并按照传感器检测到的状况，预设的模式进行焊缝跟踪
5）无定向模式（定时器“000” ） 
当选择“自动模式” 时可实现：向下移动，检测到工件时停止滑块的移动，并按照传感器检测到的状况，预设的模式进行焊缝跟踪。
（6）**向下运行模式（定时器“001，003，005，007，009，011” ）
当选择这一模式时，先向下运行，之后再往其他方向运行
（7）拉起时间定时器（“100” ）
这个功能控制拉起的时间，调整范围是0-9.9s
（8）较小检测时间定时器（定时器“200” ）
设置较小检测时间，传感器检测到的时间必须大于此设定时间，滑块才能按照检测器的检测信号控制滑块的X、Y运动，调整范围是0-9.9s
（9）**检测定时器（定时器“300” ）
这个定时器的功能是检测焊道的平滑状态，如遇到搭接焊缝，将停止运行滑块，时间为所设定的时间，调整范围是0-9.9s
（10）矫正定时器（定时器“4”）
当完成**检测后，为防止偏离焊缝，按检测信号的反方向进行延时，强制运行左右方向的滑块，调整范围是0-9.9s
（11）焊缝末端延时定时器1（定时器“500” ）
检测到焊缝末端时停止滑块运行，按所设定的时间进行延时，延时终止后，停止所有功能，调整范围是0-9.9s
（12）焊缝末端延时定时器2（定时器“600” ）
这个功能防止焊道重复，并可在设定的时间内停止。这个定时器只能由外部开关来控制。对滑块的操作是暂时的，当**过设定时间后将完成停止。调整范围是0-9.9s
（13）偏离距离限制器定时器7
如果传感器沿着任一方向移动（上下左右），在自动操作时运行**过所设定的时间，系统将关闭，停止滑块运动。
（14）焊缝末端延时开关（安装在遥控器中）
当运行焊缝末端延时定时器2时应在开启状态，焊接途中关闭，运行的时间将无效。
（15）手动开关
手动模式时可将滑块在上，下，左，右方向随意运行
（16）搜所完成输出
只在自动模式下输出，可作为其他装置的连动开关
（17）异常输出
自在自动模式下输出，在运行“700”时和滑块**出量程等时输出
（18）滑块限位继电器
滑块**出量程等时开启，并停止运行
（19）左右反向选者功能（002，003，006，007，010，011）
可进行左右动作的反向运行
“0”功能表
 定时器	 功能	 功   能   选    择	说  明 
		右	左	左右反向	**向下	
0	00	



00是向下
0	01	


0	01是**向下
0	02	

0	
02是左右反向
0	03	

0	0	03是左右反向，**向下
0	04	
0	

04是左选
0	05	
0	
0	05是左选，**向下
0	06	
0	0	
06是左选，左右反向
0	07	
0	0	0	07是左选，**向下，左右反向
0	08	0	


08右选择，
0	09	0	

0	09**向下，右选择
0	10	0	
0	
10右选择，左右反向
0	11	0	
0	0	11右选择，**向下，左右反向
1．3 焊缝跟踪器HCN 14的附加功能
（1）自检功能
如果CPU或者程序中发生崩溃现象，在显示板上将显示下面的数据。
     定时器号	数据	明细说明
0	015	执行程序的内存未启动
1	122	电源电压停止
2	222	程序故障
3	322	自检后可能使程序锁解开，原因是在实时运行中按SEL、UP按钮使所有定时器为00。
主机对每个定时器输入数据
4	422	
5	522	
6	622	
7	722	
（2）非限制每个定时的数据
 除了定时器之外的1-7定时器的数据功能的意义如下：
定时器号	数据00	说明
0	000	选择两边
1	100	数据不确定
2	200	过程数据无
3-6	300，400，500，600	过程数据无

7	700	数据不确定
例如：如果输入数据00进入定时器1，程序被作为非限制数据操作，X、Y滑块将被升起至到滑块限制开关打开为止。应用非常方便。
（3）外部连接电缆（输入和输出）
1）输出（端口2）电缆:
    
输出电缆 
2 )输入（端口6）电缆:  
    
                            输入电缆
1．4 调节器
先检查电缆连接是否正确，如果没有问题，可以按以下方法调节和操作：
（1）每个程序的标签和时间表
定时器的数据分三步显示。左边的**位可以通过开关SEL S/W定时选择开关，选择定时数据的7个数字，*二位和*三位数字表示时间的设定，单位为1s，*三位的单位是0.1s。
区位数字	功能定时器号	拉起运动定时器1	检测时间定时器2	**检测定时器3
0	0
9  9	选择数字0-11	0.0-9.9s	0.0-9.9s	0.0-9.9s
重新标记	选择每个0.1	可以0.1s为单位设置	可以0.1s为单位设置	可以0.1s为单位设置
    
强制分离
定时器4	端头检测1
定时器5	端头检测2
定时器6	出轨距离控制
0.0-9.9	0.0-9.9	0.0-9.9	0.0-9.9
0.1s为设置单位	0.1s为设置单位	0.1s为设置单位	0.1s为设置单位
选择定时器时，按下一次SEL 开关，显示的相关数字将从1-7，每按一下增加一个值，这样可以选择想要的数值。如果想设置定时器，同时按SEL和UP/DOWN开关，这样就可以设置了。
这就是说，在定时器的时间增大的情况下，如果同时按SEL和向上开关一次，
显示的数字将以十分之一秒为单位增大。当前的数值是自动设置给相关设备的。
如果想使定时器的数值变小，可以按向下的开关，每按一次显示的数字将减少0.1s。数值选好后，将SEL（选择）开关关闭。同时所选的数值同步设置给相关设备。
例如：功能选择（定时器0）=刻度010：选“右”，反向为“左”：右，先向下。
拉起运动                     （定时器1）=刻度120：（2.0s）
选择检测时间                 （定时器2）=刻度201：（0.1s）
**检测                     （定时器3）=刻度305：（0.5s）
必须分离                     （定时器4）=刻度415：（1.5s）
末端检测1                   （定时器5）=刻度550：（5.0s）
末端检测2                   （定时器6）=刻度680：（8s）
出轨距离控制                 （定时器7）=刻度710：（1s）
（2）怎样调节定时器
1）拉起运动定时器（T1=刻度×0.1s）
在焊接完成时，控制焊枪从工件拉起的时间
2）上升定时器（T2=刻度×0.1s）
应该根据焊接速度和不同产品的外形进行调整。（调整定时器以获得合适的精度）
如果定时器设置的时间过长，焊接响应速度就会太慢以至于不能跟得上焊件的变化。
如果定时器设置的时间太短，可能**振动之类的一些变化，进而产生焊接缺陷。
3）**检测定时器1（T3=刻度×0.1s）
必须根据焊接速度和尺寸进行认真的控制。如果时间设置得过长，将会**应该检测的区域。
 

例如：焊接速度                    1000mm/min
**检测长度                20mm
1000mm/min÷60=16.6mm/s
20mm(tack length) ÷16.6=1.2sec≈2s
这里2s足够调整，但更**的应该是3s而不是2s。
4）纠正定时器（T4=刻度×0.1s）
    当多层焊时，如果传感器检测焊接区，左右滑块将向着设置的相反方向运动， 以防止传达感器远离焊道。
如果时间设置得过长，可能发生焊枪从表面滑过的情况；
也可能发生传感器远离焊道的情况；必须根据焊接速度和长度认真调整。
0.1-0.4s对于多层焊比较合适。
强制跟踪功能
     

5）焊接边缘区定时器1（T5=刻度×0.1s）
   这个定时器将自动检测焊接边缘区，然后自动停止整个系统。
   必须根据焊接速度认真调整
   如果设置时间过长，可能发生过多焊接的情况；
   如果设置时间过短，可能发生未焊完的情况；
   当检测到边缘区时，滑块立即停止，整个操作按时停止。
 
例如：如果焊枪和检测器之间的距离设为X（50mm）,焊接速度设为1000mm/min，那么
1000mm/min÷60=16.6mm/s    50mm÷16.6mm/s=3.0sec×0.8=2.4s
这个定时器取计算值的80%，这是因为在离边缘偏内一点结束焊接更好。
6）工作完成定时器2（T6=刻度×0.1s）
当焊接进行到边缘区或者设置的范围时，完成操作；防止传感器离开焊道；这个工作是很容易完成的，因为预先设置好焊接速度和停止距离后只要按一下开关就可以了；外部开关控制，处于开的状态按设置的时间运行；设置时间结束后完成停止；
如果关闭定时器，过去的时间将失效；滑块也随着设定时间的完成而停止。

 
例如：如果焊接速度设为1000mm/min,停止距离X设为100mm, 那么
1000mm/min÷60=16.6mm/s
100mm(开始焊接后的行走距离) ÷16.6mm/s=6.02s
也就是说，如果想在当前位置算起，再焊接100mm,只需要将定时器设为6s。
7） 出轨限制定时器7（T7=刻度×0.1s）
在多层焊时，如果传感器被强制进行单一左或右方向的运动，持续定时器所设定的时间，遇到障碍后一直偏离焊接方向，在不能恢复原始条件时，焊接质量变差。为了防止这样的情况发生，传感器自动检测并停止所有滑块的操作，或者正常停止或者是紧急停止。因为当设置时间过短时，操作可以在正常进行当中紧急停止，所以设置时应该考虑任何可能发生的焊接变形。
正常情况是1.0-3.0s.除了搭接焊以外，其它焊接设为0s。
焊线偏离的停止功能
    
（3）右、双向、左、拉起运动
可以在使XY滑块从工作分离的时候使用这个功能
右/左，拉起功能（定时器“0”04，05，06，07，08，09，10，11）
当将“右/双向/左”开关置于“右”或“左”位置，而且将“自动/手动/拉起”开关置于“拉起”位置，XY滑块立即向上和向右/左运动。
 
向/拉起功能 ：（定时器“0”00= both）
当将“右/双向/左”换向开关置于“双向”位置，“自动/手动/拉起”开关置于“拉起”位置时，XY滑块竖直行走。
 
（4）右/双向/左/自动功能
1）右/左/自动功能
将“右/双向/左”换向开关置于“右/左”位置，将“自动/手动/拉起”功能开关置于“自动”位置，XY滑块将如下图所示运动。在下面的图示当中：
   
双向/自动运动（“0”01=向下先双向）
当将位置选择开关置于双向和自动，XY滑块将如下图所示动作：
 

（5）右、左、首先动作（可选）
1）右、左、自动动作
当将“右/双向/左”换向开关置于“右/左”，并且处于自动状态，XY滑块会象4）中所描述的方式动作。
（6）右、左反向动作（002，003，006，007，010，011）
如果在自动装置中使用本设备，由于结构的原因没能使滑块与传感器一致，或者将传感器和滑块的运动反向，使用反向功能是很方便的。
左右反向功能
 
2．X-Y十字滑块
X-Y滑块由滚珠丝杠构成，用于较小重量的载荷，同时能够保证精度，材质为铝。
使用直流马达。为了保护X-Y滑块，行程控制开关设置滑块的方向，+/-。
2．1 载荷大小
X-Y滑块的标准载荷由以下方法决定：
 
WV=竖直载荷（公斤）；L=从竖直中心算起的距离：100mm
       警告：**不能**过标准载荷
  2．2 设置的基本要点
组装X-Y滑块的基本条件如下所示：
 


在上面的两个图中，图1是符合标准的；如果像图2那样组装，载荷将变为原来的三分之一，所以应当心。
上下左右的关系是从焊柜前方所见情形；
 
上表示焊枪向下移动到工件；下表示焊枪很接近工件。上下滑块叫做X滑块。
左表示焊柜移到工件左边；右表示焊柜移到工件的右边。左右滑块叫做Y滑块。
 
2．3 建立滑块
       
建立滑块，上下左右滑块组装到一起，如上图所示。调整上下左右，使检测器的夹具的轴方向与滑块上下轴向一致，组装完成即可。
3．检测器（见下图）
检测器直接与被焊工件相接触，它将检测到的变化以电信号的形式传送给控制盒。
                                 
3．1传感器安装角
 对于前后方向，45°的安装角是标准的，允许有5°的偏差；当上/下滑块轴线为90°时，左/右基本也调整到45°；左右45°是很容易建立的。        
 

3．2根据焊接方法确定焊柜与传感器距离
   根据焊接方法，应该确定焊柜和传感器之间的安装距离。 参考下面图示和表格进行安装：
       
       
焊接方法	L
MIG	大约50mm
CO2	大约30mm
TIG	大约5-30mm
3．3检测器检测范围的确定
根据焊接速度确定检测范围。焊接速度越快，检测角越小；也就是说精度越小；相反，焊接速度越慢，精度越高。
                      
 
例如：焊接速度：800mm/min
           滑块行程速度：200mm/min
           那么较大检测角是14°。
也就是说，使用HMG-5型焊缝跟踪器，焊接速度800mm/min,可以检测的角范围较大是14°。

六．控制面板：
                 

七．安装和操作：
1．安装接线图（见下页）：
2．安装说明
将X-Y十字滑块和检测传感器夹具安装到设备上；
连接电缆接到连接器上；
连接单相交流电源，220V，50Hz。
3．操作：
(1)打开电源---------------------电源指示灯点亮
(2)开始**个动作------------右，双向，左，定位
(3)调整每个定时器------------拉起动作定时器下限，
(4)升起定时器，**检测
(5)工作完成U/D定时器1，
(6)强制分离定时器，
(7)出轨距离限制定时器，
(8)工作完成U/D定时器2下限
(9)先右/左反向调节。
(10)操作选择开关-----------自动，手动，拉起动作定位

  



八.远端控制盒（可选）
1．自动/手动/拉起开关
2．手动向上/下/左/右开关
3．工作完成定时器2开关
以上选端控制功能包括在控制盒内
连接电缆3m
 
遥控盒面板

九．其他部件参数及图表
1．检测器端头       
端头型号	a	b
HP 03-1450	50	-
HP 03-1480	80	-
HP 03-2410	70	10
HP 03-2414	70	14
HP 03-2420	70	20
HP 03-2440	90	40
HP 03-2460	90	60









根据工作形状可选用以下检测器端头 ：


 

检测器帽和检测器端头参数：             
型号	1450	1480	2410~2460	帽  ф8, ф12, ф16, ф20, ф28
用途	基本型	相关基本型	角落区域	平角槽内部

2．滑块：通过精确调整驱动马达，快速纠正焊线偏离。请参考焊机型号载荷和允许扭矩后选用，后选用。
型号	载荷	行程	速度	扭矩	自重
HS-05-100	25kgf	100mm	250mm/min	700kgf-cm	12kgf
HS-10-100	50kgf	200mm	250mm/min	1400kgf-cm	18kgf
HS-20-100	100kgf	200mm	250mm/min	3200kgf-cm	29kgf

 


型号	A	B	C	D	E	G	H	I	K	P	Q
HS-05	300	62	238	168	150	96	60	182	130	4-φ11DR	4-M8TAP
HS-10	436	62	374	200	180	126	76	188	150	4-φ11DR	4-M10TAP
HS-20	508	64	404	234	210	192	164	190	170	4-φ11DR	6-M10TAP

 

3．检测传感器
 
型号	精度	重量
HP-03	正负0.25mm	520克



同时检测各个焊接位置（上/下/左/右/**/末端）;  直接连接到焊接线，传感器跟踪并将传感信号传给控制单元；适用于搭接焊，角焊，对焊。
 
上面左图为检测传感器HP-03的外部形状；



















4．HCN-14控制盒线路图：
 



十．应用实例
（1）CO2搭接直焊缝：
 
  












（2）CO2管道焊接
 
















（3）埋弧焊：
 
















（4）双枪角焊