我国主要依靠引进国外钢轨闪光焊机进行焊轨生产和线路铺设施工,而国产钢轨闪光焊机目前尚属空白。综合我国现有研究成果,研制具有钢轨焊接热/力模拟、电阻预热闪光焊、连续闪光焊、脉动闪光焊等功能的焊机,对于开展钢轨钢的焊接热循环特征、高效化焊接控制技术等应用基础研究,实现焊轨装备国产化具有重要意义。 本文研制的多功能闪光焊机机头,采用夹紧、顶锻力大,对中方便,结构紧凑的悬挂式结构;其控制系统采用工控机为上位机、PLC为下位机的双CPU控制形式。通过电压、电流的真有效值转换,提高焊接电压和焊接电流控制精度;采用电液比例伺服控制系统,实现闪光速度和顶锻速度控制;通过软件改进设计,实现工控机与PLC串行通信,以方便参数的设定和温度采集;通过工控机高速数据采集卡,对焊接压力、位移、电流、电压等参数进行实时采集,便于追溯焊接实况,分析焊接质量影响因素,完善质量管理体系。 焊机经过系统设计、组装和初步调试,结果表明:焊机机头夹紧、对中、送进、顶锻机构设计合理;电液控制系统可由PLC程序柔性给定工艺参数,实现动夹具送进与顶锻速度的闭环控制,能满足连续闪光和脉动闪光等各种工艺控制要求;电压、电流真有效值变换精度高、速度快,电压真有效值负反馈闭环控制主回路网压波动补偿精度高;采用VB与PLC串行通信,其工艺参数修改界面更为友好;FX-2LC温度模块控制精度高;整个硬件系统抗干扰能力强;系统软件能满足多种焊接工艺控制及质量分析的要求。