[發明專利]馬鞍形空間曲線自動焊接控制系統

有效

• 申請號: 201310530045.5
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103521970A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 吳德勇;王錦夏;喬俊杰
• 申請（專利權）人: 成都焊研威達科技股份有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/00;G05B19/414
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 羅韜

技術領域

本發明涉及一種現代焊接控制系統，更具體的說，本發明主要涉及一種馬鞍形空間曲線自動焊接控制系統。

背景技術

目前，像馬鞍形這樣復雜的空間曲線焊縫一般都采用手工方式進行焊接,在焊接自動化領域中，也有部分生產廠家利用機械凸輪仿形原理或利用PLC控制技術開發復雜空間曲線焊縫的自動焊接控制系統；此外，國外大多采用弧焊機器人來焊接大直徑馬鞍形焊縫。然而采用手工方式進行焊接對工人技術水平要求非常高，工人勞動強度大，焊后一致性差，廢品率高。利用機械凸輪仿形開發的控制系統自動化水平較低、在實際運行時焊接效率低。開發復雜空間曲線系統的穩定性較差。弧焊機器人價格非常昂貴，同時對零部件的備料要求綜合尺寸精度高、形位公差小，往往由于幾個尺寸不合格就使得焊槍偏離焊縫，嚴重影響了焊縫的內部和外部質量。因此有必要針對馬鞍形空間曲線的自動焊接設備做進一步的研究和改進。

發明內容

本發明的目的之一在于針對上述不足，提供一種馬鞍形空間曲線自動焊接控制系統，以期望解決現有技術中馬鞍形空間曲線自動焊接的系統穩定性差，弧焊機器人使用成本高，焊槍易偏離焊縫等技術問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

本發明所提供的一種馬鞍形空間曲線自動焊接控制系統，所述的控制系統包括：

PLC主控單元，分別接入人機交互界面與位置控制模塊，用于根據來自于人機交互界面的各項焊接參數計算出馬鞍形的焊接軌跡，并生成焊接軌跡參數傳輸至位置控制模塊；由人機交互界面確定焊槍的原始位置，PLC主控單元按照當前焊槍的原始位置作為馬鞍形焊接軌跡的初始起點；位置控制模塊，接入多個伺服電機，所述多個伺服電機的輸出端均與焊槍的活動端相連接，用于由位置控制模塊按照PLC主控單元生成的焊接軌跡參數，控制多個伺服電機帶動焊槍在三維空間內執行與馬鞍形焊接軌跡相同的運動，并將當前焊槍的位置反饋至PLC主控單元；PLC主控單元還用于根據位置控制模塊反饋的焊槍當前位置，至少計算出焊槍的回轉角度與當前已執行的焊接道數，并傳輸至人機交互界面進行呈現。

作為優選，進一步的技術方案是：所述PLC主控單元內部的控制程序提供修改接口，用于在焊接執行的過程中，通過人機交互界面調整當前焊接軌跡的馬鞍量，由PLC主控單元根據調整后的馬鞍量，結合原始焊接軌跡執行斷點記憶，繼續焊接。

更進一步的技術方案是：所述焊接參數至少包括接管半徑、主管半徑、偏交量、焊接速度及重力補償系數。

更進一步的技術方案是：所述PLC主控單元按照下式，并結合重力補償系數與偏交量計算出馬鞍形的焊接軌跡：

H=R2-(rcosa)2-R2-r2]]>

上式中，H為馬鞍落差量，R為主管半徑，r為接管半徑，a為焊槍回轉的角度。

更進一步的技術方案是：所述PLC主控單元通過下式計算當前焊槍的位置的回轉角度：

E=A-[(A÷B)×B]D]]>

上式中，E為焊槍回轉角度，A為焊槍回轉軸的實時脈沖數，B為每道焊接對應的脈沖數，D為每度對應的脈沖數；其中(A÷B)的商取大于其實際結果的最大整數；

所述PLC主控單元通過下式計算焊槍當前已執行的焊接道數：