[發明專利]一種基于PLC和觸摸屏的馬鞍形焊縫焊接控制系統

在審

• 申請號: 201711140848.4
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107717182A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 魏敏;薛良豪;楊濤;盧永鑫;張立新;徐宏偉;施寧強;張志陽
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;B23K9/16;B23K9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及相貫線焊接自動化領域，是一種基于PLC和觸摸屏的馬鞍形焊縫焊接控制系統。

背景技術

在壓力容器的生產制造中，經常會遇到筒體與接管的焊接問題，有時候一個壓力容器需要焊接幾十個甚至幾百個接管。工程中將這種筒體與接管正交所形成的相貫線曲線稱之為三維標準馬鞍形空間曲線，且根據不同的坡口形式，需要進行多層多道連續焊接。針對這類非常典型的空間復雜焊縫的焊接，國內企業仍然采用手工焊接的方式，傳統的手工焊接方式存在著諸多問題，比如產品焊接質量不佳、人工勞動強度大、生產效率低、對焊工的身體傷害大，而現有馬鞍形焊縫自動焊接設備系統穩定性差等。因此有必要針對馬鞍形焊縫自動焊接設備做進一步的研究，提升馬鞍形焊縫的焊接質量和焊接效。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于PLC和觸摸屏的馬鞍形焊縫焊接控制系統，有效提高焊接效率，實現了對馬鞍形焊縫的自動化焊接 。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于PLC和觸摸屏的馬鞍形焊縫焊接控制系統，包括焊接裝置、控制系統；所述的焊接裝置連接控制系統，其中，所述的焊接裝置包括龍門架升降機構、焊槍上下提升機構、機身水平移動機構、機身回轉機構、焊槍夾持機構；所述的龍門架升降機構安裝減速電機Ⅰ，所述的機身縱向移動機構安裝交流伺服電機Ⅰ，所述的機身水平移動機構安裝減速電機Ⅱ，所述機身回轉機構安裝交流伺服電機Ⅱ，所述焊槍夾持機構前端安裝焊槍；所述減速電機Ⅰ、減速電機Ⅱ、交流伺服電機Ⅰ和交流伺服電機Ⅱ同時連接所述的控制系統；焊接裝置和控制系統連接所用的電纜接線全部內置于塑料拖鏈內，便于防護和維修。

所述控制系統包括PLC控制器、電機驅動器、觸摸屏、操作盒；所述的PLC控制器連接電機驅動器和伺服驅動器，所述電機驅動器連接減速電機Ⅰ和減速電機Ⅱ以及交流伺服電機Ⅰ和交流伺服電機Ⅱ。

基于PLC和觸摸屏的馬鞍形焊縫焊接控制系統，所述控制方法包括如下步驟：

步驟A、觸摸屏提供了一個友好的人機交互界面，用戶根據焊接類型在觸摸屏界面進行選擇，然后根據所選類型輸入對應焊接工藝參數；

步驟B、控制系統通過算法分析提取出焊槍擺在空間中的運行軌跡，并根據空間曲線計算出相應各軸的運動脈沖和速度，并以文檔的形式保存；

步驟C、當PLC控制電機運行前，控制系統會將計算數據結果傳輸給PLC，PLC按用戶編輯的運動控制程序順序執行操作，當遇到驅動電機指令時，會到預定好的地址提取脈沖及速度的操作數供程序使用；

步驟D、PLC通過將脈沖信號傳輸給伺服驅動器，控制伺服電機輸出端的執行機構完成馬鞍形焊接軌跡的運動。

所述馬鞍形焊縫焊接系統所用的焊接方法為二氧化碳氣體保護焊。

本發明的有益效果是：通過使用PLC和觸摸屏控制技術，利用PLC的多路脈沖輸出功能，可直接連接伺服系統，實現多軸聯動控制；利用觸摸屏開發的友好人機界面，用戶只需根據所選類型輸入對應焊接工藝參數系統即可完成馬鞍形焊縫的自動化焊接；同時PLC控制系統還具有可靠性高，抗干擾能力強、體積小、適用性強、能耗低等特點，極大地提高了控制系統的穩定性。

附圖說明

附圖1為本發明涉及的結構示意圖。

附圖2為本發明涉及的控制圖。

附圖中的編碼分別為：1、龍門架升降機構，2、減速電機Ⅰ，3、機身水平移動機構，4、減速電機Ⅱ，5、機身回轉機構，6、交流伺服電機Ⅰ，7、焊槍上下提升機構，8、交流伺服電機Ⅱ，9、焊槍夾持機構，10、控制系統。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作出進一步闡述。

參考圖1所示，本發明的一個實施例是提供了一種基于龍門架式的馬鞍形焊縫焊接裝置，包括龍門架升降機構1、焊槍上下提升機構7、機身水平移動機構3、機身回轉機構5、焊槍夾持機構9；通過龍門架升降機構1能夠實現機身的上下移動，通過機身水平移動機構3實現機身水平方向的移動，在龍門架升降機構1和機身水平移動機構3的相互配合下，將通過三爪卡盤夾緊的接管移動到壓力容器筒體的正上方。焊槍夾持機構9前端安裝有焊槍，通過機身回轉機構5實現馬鞍形焊縫水平面的圓周運動，焊槍上下提升機構7實現馬鞍形焊縫的落差運動，在兩個機構的作用下完成馬鞍形焊縫的焊接。

參考圖1和圖2所示，本發明的另一個實施例是提供了一種基于PLC和觸摸屏的馬鞍形焊縫焊接控制系統的控制方法，具體如下：