双焊枪自动焊接机控制系统设计
自动焊机有几种分类
自动焊机是建立在电动机控制技术、PLC控制技术及数控制技术等基础上的一种自动焊接机器。
自动焊机主要由工件自动上下料机构，工件工位自动转换机构，工件自动装夹机构，以及工件焊接过程自动化系统等组成。
自动焊接专机的分类:1、开环控制型自动焊接专机该类焊接专机的控制系统一般采用开环控制，即采用控制系统预先设置参数，由执行元件按控制程序顺序执行。
这类设备结构简单，技术要求和成本相对较低，所以得到了大量的使用。
由于在焊接过程中，焊接参数的波动不能进行闭环的反馈控制，焊接机头或焊接工件的运动只能按照预先的规定路径或轨迹进行，不能够随着工件焊缝的变化而变化，因此，在使用过程中，应保证工件的一致性和焊缝的配合精度，才能达到提高焊接效率和产品焊接质量的可靠性。
如右图即是为大型电机的机座焊接设计的电机座自动焊接专机，可以预先设置焊接长度，电机座总共四个面，可以在焊接完成一面的两条直线焊缝的焊接后，自动旋转90度，然后依次焊接第二个面的直缝，依此类推，按程序焊接其余面的直线焊缝。
类似这类设备，需要预先设置焊枪直线运动的长度，焊接速度。
焊接完一面后，还要设置每次转动的角度和速度，由于开环控制，因此需要工件的每一面的角度都非常精确，否则就无法自动完成全部焊接工作。
2、自适应控制自动化焊接专机该类专机是一种自动化程度较高的焊接设备。
它配备传感器和电子检测线路，对焊缝的轨迹自动导向和跟踪，有的设备还可以对焊接参数如焊接电流、焊接电压、焊接速度等实现闭环控制，整个焊接过程按预先设置的程序和工艺参数自动完成。
比如，大一点的筒体或管类零件，如右图所示，要保证工件的一致性和达到很高的配合精度是非常困难的，需要花费更大的成本。
该焊接专机采用了弧长跟踪器和焊枪摆动器。
由于工件表面的凹凸不平，需要焊枪随着工件表面的高低不平，需要进行上下运动，以保持焊枪与工件表面的距离一致，从而保证电弧的稳定性。
同时可以自动实现多层焊接。
若焊接两层，当焊接完一周后，跟踪器检测到表面高度增加，则可以自动将焊枪提高。
托辊双枪环缝C02自动焊接机操作规程
托辊双枪环缝C02自动焊接机操作规程
1．开机准备
检查接头是否牢固，管路是否有漏气现象。
2．开机
合上控制箱的电源开关，焊机电源开关，电源指示灯亮。
3．焊接检查
焊前调整（首次使用或更换工件时应进行焊前调整），根据工件直径调整托架中心高，使托辊与主轴对中。
检查焊枪喷嘴处保护气体流量。
核对焊丝导电阻、送丝轮与焊接电源面板上“状态”选择开关是否相同。
4．关机
关闭焊机电源，控制箱电源，锁好控制箱。
5．使用、维护注意事项
（1）使用设备前，应仔细阅读使用说明书。
（2）检修系统时，一定要关闭电源开关。
（3）设备应安排专人操作，以免发生事故。
（4）设备如长期不用，应做防尘防锈处理。
焊接自动化系统的组成概述
焊接自动化系统的组成概述焊接自动化系统是一种能够在焊接工作中减少人工干预并提高焊接效率的技术。
它由多个组成部分构成，每个部分都扮演着重要的角色，共同协作完成焊接任务。
首先，焊接自动化系统的核心部分是焊接机器人。
焊接机器人是一种能够自动执行焊接操作的机器人。
它根据预先设定的焊接路径和参数进行操作，并且能够高度精确地执行焊接动作。
焊接机器人通常配备有传感器，能够感知焊接过程中的变化，并根据需要进行调整，以确保焊接质量。
其次，焊接自动化系统还包括焊接电源和焊接控制器。
焊接电源是提供焊接电能的设备，它能够根据需要提供恒定的焊接电流和电压。
焊接控制器是用来控制焊接电源和焊接机器人的设备，它能够根据预设的焊接参数进行控制，并实时监测焊接过程中的各种参数。
此外，焊接自动化系统还包括焊接工作台和工件固定夹具。
焊接工作台是焊接的基础平台，提供稳定的工作环境和支撑。
工件固定夹具是用来固定焊接工件的装置，确保焊接过程中工件的位置和姿态保持不变。
最后，焊接自动化系统还可能包括其他辅助设备，如焊接烟气净化系统、焊接监控系统等。
焊接烟气净化系统用于处理焊接过程中产生的烟尘和有害气体，保护环境和焊接人员的健康。
焊接监控系统用于监测焊接质量和焊接过程中的变化，及时发现问题并采取措施进行修正。
综上所述，焊接自动化系统由焊接机器人、焊接电源、焊接控制器、焊接工作台、工件固定夹具以及可能的其他辅助设备组成。
这些部分共同协作，实现焊接作业的自动化和优化，提高生产效率和焊接质量。
焊接自动化系统的组成不仅包括了前文所述的焊接机器人、焊接电源、焊接控制器、焊接工作台、工件固定夹具等主要部分，还包括了一些辅助设备和技术，如视觉引导系统、焊点检测系统、数据管理系统等。
这些组成部分共同协作，实现焊接作业的高效、稳定、精确、智能化。
焊接自动化系统中的视觉引导系统是一项重要的技术，它利用摄像头等图像获取设备来实时监控焊接工作区域的情况，并根据焊接路径和参数进行引导。
基于PLC的马鞍型焊接机自动控制系统
随着开放式数控技术的发展，以及 Ｐ Ｃ和 Ｐ 工 Ｌ Ｃ 控机等在焊接领 域中的使用，我国 目前的焊接 自动化 水平，对于像 马鞍型这 样复杂 的空间 曲线焊 缝，一般 还是采用手工 的方式进行焊接．国 内也有某些单 位利
用机械 凸轮仿形原理或利用 Ｐ Ｃ控制技术开发复杂空 Ｌ
部和外部质量 ． 纵观 当今世界 自动化焊接 设备的发展
ＬＩ ｅ ．ｉｎ Ｚ ｎ Ｊａ ｇ ， ＨＥＮ Ｇ ｉｏ Ｌｉ ， ＵＮ ｎｇ Ｗ Ｘ ａ ． ｎ Ｓ Ｈｏ ２
‘ ａｕｔ ｏ Ｅｅｔｃｌｎ ｏ ｔ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｌ ａｎ ｇＴ ｃｎｃｌ ｉｅｓ ， ｕｕ ａ ２ １５ Ｃ ｉａ （ ｃ ｌ ｆ ｌ ｒ ａ ａｄＣ ｎｒ ｇｎ ｅｉ ， ｉ ｉ ｅｈ ｉ ｖｒｉ Ｈ ｌｄ ｏ１ ５ ０， ｈｎ ） Ｆ ｙ ｃ ｉ ｏＥ ｎ ｏｎ ａＵｎ ｙ ｔ （ｈ ｎ ａｇＪ ｋ ｒｃｓ ｎＥ ｕ ｍｅｔ ｏ Ｌｄ Ｓ ｅｙ ｎ １ ００ Ｃ ｉａ Ｓ ｅｙ ｎ ｅ ｅｉ ｏ ｑ ｉ ｎ ． ｔ， ｈｎ ａｇ１０ ０ ， ｈ ） ｎ ｉ Ｐ ｉ ｐ Ｃ ｎ
形开发的控制系统 自动化水平 比较低、在 实际运行时 焊接效率低． 开发 复杂 空间曲线 系统 的稳定性 比较差 ． 国外 大多采用 弧 焊机器人 来焊接 大直径 马鞍 型焊缝， 但这 些机 器人 价格 非常 昂贵，同时对 零部件 的备 料， 要求综合尺 寸精度高 、形位公差 小，往往 由于几个尺 寸不合格就使得焊枪偏离焊缝， 严重影响 了焊缝的 内
趋势，可 以概括 为如下几个特 点： １ （） 采用 高效的焊接
方法，（） ２ 自适应 全数字控制，（） ３智能化 和焊 接工艺参
数的优化，４管控一体化，５柔胜化【 因此， （） （ ） ” ． 本文采
第四章 电弧焊自动控制基础——【《熔焊方法及设备(第2版)》王宗杰】
下三种：
• (1)行程转换 即按预定的空间距离进行程序转换。常用于全位置 环缝焊时的过程参数的分段转换、环缝焊到终点时自动停止、焊 枪自动返回等。常用行程开关来实现。
• (2)时间转换 即按预定的时间间隔进行程序转换。例如，保护气
提前给送和滞后停止、焊丝返烧熄弧等即属此类。可以使用延时 继电器或延时电路来实现。
线分别表示保护气体流量、冷却水流量和焊接速
度随时间的变化。也可将这些曲线放到一个坐标
图中。
图4-1 熔化极气体保护焊程序循环图示例
4.1.2电弧焊程序自动控制转换的类型和实现方法
• 1.程序自动控制转换的类型
•
除了需接受必要的外部人工操作指令（如启动、停止、急
停）以外，电弧焊的程序转换都应自动地实现。其转换方式有以
逻辑组合有“或”、“与”、“非”三种，复
杂一些的程序控制系统可以由它们复合而成。 其中，逻辑“或”组合实例如图4－2a所示，只
要气流预检开关S1、提前送气继电器K1的触点 和滞后停气时间继电器KT1的触点中有一个接通， 电磁气阀YV就可以接通。图4－2b是逻辑“与”
组合实例，不考虑空载接通开关S2，只有当中 间继电器K1的触点和时间继电器KT2的触点都接 通时，才能使继电器K2工作。
可以改变延时时间。该电路的缺点是延时精度易受网压波动 的影响。
(完整word版)FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析及处理
FANUC焊接机器人控制系统介绍、应用故障分析及处理FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，其控制系统采用32位CPU 控制，采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动；支持离线编程技术；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。
焊接是工业生产中非常重要的加工方式，同时由于焊接烟尘、弧光和金属飞溅的存在，焊接的工作环境非常恶劣，随着人工成本的逐步提升，以及人们对焊接质量的精益求精，焊接机器人得到了越来越广泛的应用。
机器人在焊装生产线中运用的特点焊接机器人在高质、高效的焊接生产中发挥了极其重要的作用，其主要特点如下：1.性能稳定、焊接质量稳定，保证其均一性焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定性作用。
人工焊接时，焊接速度、干伸长等都是变化的，很难做到质量的均一性；采用机器人焊接，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，焊接质量非常稳定。
2.改善了工人的劳动条件采用机器人焊接后，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等；点焊时，工人不再需要搬运笨重的手工焊钳，从大强度的体力劳动中解脱出来。
3.提高劳动生产率机器人可一天24h连续生产，随着高速、高效焊接技术的应用，使用机器人焊接，效率提高地更加明显。
4.产品周期明确，容易控制产品产量机器人的生产节拍是固定的，因此安排生产计划非常明确。
5.可缩短产品改型换代的周期，降低相应的设备投资可实现小批量产品的焊接自动化。
机器人与专机的最大区别就是它可以通过修改程序以适应不同工件的生产。
FANUC机器人控制系统1.概述FANUC机器人主要应用在奇瑞公司乘用车一厂和乘用车三厂的焊装车间中，是奇瑞公司最早引进的焊接机器人，也是最先用到具有附加轴的焊接机器人。
其控制系统采用32位CPU控制，以提高机器人运动插补运算和坐标变换的运算速度；采用64位数字伺服驱动单元，同步控制6轴运动，运动精度大大提高，最多可控制21轴，进一步改善了机器人动态特性；支持离线编程技术，技术人员可通过离线编程软件设置参数，优化机器人运动程序；控制器内部结构相对集成化，这种集成方式具有结构简单、整机价格便宜且易维护保养等特点。
数控环缝自动焊接机设计
[ 2]陈锡剑．二氧化碳保护焊在油车罐体焊接中的应用[ J ]．专用汽车， 20 02( 4) ：3 2—33．
[ 3] 郑招强，卢泽杰， 李子君．混凝土搅拌车筒体非等角对数螺旋 线 的探讨 [J ] ．建筑机 械，2009(6上) ：65—67．
[ 4] 裴志军．混凝土搅拌车搅拌筒叶片螺旋线的探讨[ J ] ．建筑机械， 2007( 5上) ：54—59．
4结论 通过研究，可得到如下结论： ( 1) 本文建立应用的搅拌罐螺旋叶片数学模 型
以及实体模型，可为叶片性能分析与优化设计、生 产制造提供依据。
( 2) 该焊接设备对复杂轨迹焊接的自动化具 有 重要意义 ，可作为其他类 似自动焊接设备的 借鉴。
( 3) 该设备的研制成功，对于改善工人劳动 环 境，提高生产效率与质量意义重大。
[ 5] 郑招 强．基于PR0 ，E的混凝土 搅拌车螺旋叶 片三维造型[ J ] ．专 用汽 车，2009( 10) ：44_46．
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机械设备中各种筒体轴体的环形焊缝有许多如传动轴车桥液压油缸推杆活塞杆压力容器水箱管接头法兰消声器储气筒空压机等环形焊缝现大都采用手工焊接急需开发一种自动焊接设备目前国内环缝自动焊接机已有但大都采用plc控制技术控制程序对用户不开放人机界面交互性差缺乏用户二次开发的功能
第四章 焊接过程自动控制基础、电弧焊自动控制
按预定要求，从某一个工艺程序自动进入下一个工艺程序。
③自动调整 使工艺过程中的某些变量自动地保持在预定范围内。
焊接生产自动控制的核心问题是： （1）焊接程序的自动控制 （2）焊接参数的自动控制 （3）焊接方向的自动控制
（1）焊接程序的自动控制 焊接程序的编制主要取决于焊接方法和产品特性。通常根据 焊接方法和产品所需的工艺步骤设计具体控制系统。焊接程序的 控制取决于是按定时或定位或定位加定时的形式进行控制。实现 程序控制常用的方法有机械法、继电器法、射流法、数控法和电 子法等。 例如:避免焊道末端出现弧坑，可以设置衰减控制电路，采用分 级变阻法和改变激磁电流法使电弧衰减。 分级变阻法是在焊接回路或激磁回路中设置附加电阻，使电流平 滑衰减，接头质量好。 改变激磁电流法是指通过改变电容放电时间或可控硅导通角等方 法，通过电源的激磁电流来调节衰减速度。
电弧电压反馈自动调节系统也称为电弧电压均匀调节系统。这 种系统的调节作用是在弧长变化后主要通过电弧电压的负反馈 作用来保持电弧长度不变的，属于闭环控制系统。 当弧长发生波动而引起电弧电压变化时，将此变化量反馈到自 动调节系统的输入端，强迫改变送丝速度，使其重新等于焊丝 熔化速度，从而恢复电弧长度。 影响电弧电压反馈自动调节系统调节精度的因素主要有：焊丝 的伸出长度、焊丝直径和电阻率、焊接电源外特性、网压波动 等。
4.3 埋弧焊设备及控制
4.3.1 埋弧焊设备分类
埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方 法。它与焊条电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但焊接质量好、 效率高、成本低，劳动条件好。 埋弧焊设备包括埋弧焊机与各种辅助设备。其中埋弧焊机是 核心部分，由机械系统、焊接电源和控制系统3部分组成。 常用的埋弧焊机有等速送丝式和变速送丝式两种类型。按照 不同的工作需要，埋弧焊机可做成不同的型式。常见的有焊车式、 悬挂式、车床式、悬臂式和门架式等。
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ｌ 出 Ｉ ５
用 户通 过 上 位 机 Ｉ Ｃ进 行 相 关 参 数 设 定 ，如 Ｐ 横 管 直 径 、立 管 直 径 、插 补 速 度 、插 补 周 期 、相 对原 点 、焊 接 电 压 、焊 接 电流 等 ，还 可 以进 行运 动路 Байду номын сангаас 规 划 、任 务 指 定 等工 作 ；同 时 通 过 Ｒ ４ ５ Ｓ ８
Ｌ Ｕ Ｊａｎ － ｏ。 ｉｇ ｇ ｇ ｌ ｉ ｇｔ ａ ＹＩ ｎ — ａｎ Ｊ
（ 河北农业大学 机 电工程学院 ，保定 ０ １ ０ ） ７ ０ １
摘
要 ： 针对散热器 Ｔ型多立管相贯 线壁障连续焊接 难题 ，设计 了基于 工控机 Ｏ Ｃ 和多轴运动控 制 Ｐ） 器 （Ｋ ） ６ ４ 的双焊枪 自动焊接机 控制系统 。该 系统采用 Ｖ Ｂ编程控 制各个子功 能模块 ，并利用 ６０ 运 动语 言开发 底层伺 服驱 动程序 ，上 位机 （ Ｃ 直 接通过 以太 网接 口调用。整 机控 制 ００ Ｉ ） Ｐ 系统 能够完成 各轴状态实 时显示 、电机伺服驱动 、焊接 路径规划、焊接参数 自动调节等任务。 实际焊接 实验表明 ，该系统满足 散热器焊接 精度要求 ，能很好地完成 Ｔ型管散热 器相贯线处 的焊接 ，提高 了生产效率和焊接质量 。 关键词 ： 双焊枪 ；焊接机 ；６ ４ Ｋ 运动控制器 ；工控机 ；散热器
预 定 的 焊 缝 曲线 轨 迹 走 一 遍 ，把 焊 接 轨 迹 和 相 关
参 数 记 录 到 控 制 器 中 ；当 被焊 件 尺寸 发 生 改 变 时
需 要 另外 示 教 ；机 器 人 发 生 故 障 时 ，需 要 国 外 生
产 厂 家 指 导 ，维 修 不 方 便 。基 于 此 ，设 计 了双 焊 枪 自动焊 接机 控 制 系统 。
铷Ｉ 匐 似
双焊枪 自动焊接机 控制 系统设计
Ｓｔ ｕｄｙ ｏｆｃｏｎｔ ｏｌｓ ｔ ｒ ｙｓ ｅｍ ｏｎ ａｕｔ ｏｍ ａｔ ｃ ｗ ｅｌ ｎｇ ｍ ａｃｈｉ ｅ ｏｒｔ ｏ－ ｅｌ ｎｇ ｔ ｃｈ ｉ ｄｉ ｎ ｆ ｗ ｗ ｄｉ ｏｒ
刘 江 涛 ，弋景 刚
中圈分类号 ：Ｔ ２ Ｐ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ － １４ ２ １ ） ０上 ） ０ － ３ ９ ０ （ ０ １ （ 一０ １ ０ ０ ３ ２ ５
Ｄ ｉ１ ．９ ￣ Ｊｉｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．０ 上 ）０ ｏ ： ３６ｌ ． ｎ １ ０ －０ ３ ．０ ２ １ （ ．６ ０ ／ ｓ
管 子 的连 续 焊 接 ，而 且 在 立 管上 还 有 用 来加 大 散
热 面 积 的 涨 铝 ，大 大 限 制 了 焊枪 移 动 范 围 ，加 大
收稿 日期：２ １－ ４ ０ ０ ２ ０－ ２ 基金项 目：国家重点新产 品计划项 目 （０ １Ｊ ６ ０ １ ２ １Ｔ ３ ０ ０ ） 作吉简介：刘江涛 （９ ８ １７ 一），男，河北邢 台人 ，讲 师 ，硕士 ，研究方 向为机 电一体化 。 第３ 卷 ４ 第１ 期 Ｏ ２ １ —１ （ ） 【 ５ ０２ ０上 １】 图２ 双焊枪 自动焊接机机械本体结构
０ 引言
Ｔ型 管 散 热 器 是 一 种 节 能 、高 效 和 成 本 低 的
了 Ｔ型管 相贯 线 自动化 焊接 难 度 。
新 型 散 热 器 ，其 有 横 、竖 管 件 相 贯 焊 接 而 成 ，立 管 间距 小 ，又 带 有 铝 翼 障 碍 ，焊 接 空 间很 小 ，不
允 许 焊 渣 飞 溅 ，焊 接 难 度 大 。 目前 ，国 内散 热 器 Ｔ型 多立 管 相贯 线 壁 障 连 续焊 接 多 采 用人 工 焊 接 ， 存 在 不 易保 证 焊 接 质 量 和 生产 效 率 低 等 缺 点 。对 于 Ｔ型 管 相 贯 线 的焊 接 ， 国 内 曾有 单 位 研 制 了基 于 机 械 结 构 的 自动 焊 接 机 ，该 焊 接机 自动 化 程 度 较 低 ，焊 接 质量 低 ，不 能 实 现 Ｔ型 多 立 管 相 贯 线
１ 机械结构设计
散 热 器 Ｔ型 管 相 贯 线 的模 型 如 图 １ 示 ，它 所 是 散 热 器 横 管 和 立 管 两 圆 柱 面 正 交所 形 成 的 相 贯 性 ，是一 条三 维 空 间曲线 ，又 被称 为马 鞍 曲线 口。 】 在 实 际 散 热 器 Ｔ型 管 相贯 线 的 焊 接 中 ，加 工 对 象 往 往 不 是 一 条 相 贯 线 或 一 个 管 子 ，而 是 一 排
ｌ
是控 制 工 件 输 送 台移 动 的 Ｘ轴 ，控 制焊 枪 进 给 运 动 的 Ｙ 轴 ，控 制 焊枪 垂 直 移 动 的 Ｚ轴 ，以及 分 别 控 制 双 焊 枪 摆 动 的 Ｒｌ 和 Ｒ 轴 ２轴 。其 中 Ｒ１ 和 轴 Ｒ ２轴 电机 由 ６ Ｋ４运 动控 制器 的 电机 驱动 口发 出的 同一 组 脉 冲驱 动 ，保 证 了双 枪 摆 动 的 同步 性 ，提
图 １ 散 热 器Ｔ 管 相 贯 线 模 型 型
壁 障 连 续 焊 接 【。从 国 外 引 进 的弧 焊 机 器 人 多 采 】 ｊ
用 示 教 编 程 模 式 ，需 要 控 制 焊 枪 在 离 线 状 态 下 沿
针 对 这 种 特 殊 的应 用 需 求 ，设 计 了 如 图 ２所 示 的双 焊 枪 自动 焊 接 机 机 械 本 体 结构 。 该 焊 接 机 采 用 双 焊 枪 同时 焊 接 的 方 式 对散 热 器 Ｔ型 管 相 贯 线 进 行 连 续 焊 接 。机 械 本 体 由五 个 轴 组 成 ，分 别
接 口和 ＭＣ 一１单 片 机 通 讯 ，读 取 控 制 面 板 上 开 Ｓ５
关控 制 信 号 ，生 成 相 应 运 动控 制 方 案 。此 外 ，根 据 用户 通过 人 机 界面 输入 的 控制 参数 ，用 ６ ０ ０ ０运