激光焊接机实验讲义

激光焊接机实验指导书
2009-10-13
E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器使用说明
一、前言
E-20GM是一台多功能、高精度的控制主机，配以交流伺服电机和驱动器，加上E-20GM控制主机自备的软件，组成了一个高质量的自动控制系统（用户可完成各种控制任务）。

用E-20TP编程器设置的程序结构和参数直接关系到控制质量的优劣，必须根据加工要求、设备特性、工件的材质、形状、尺寸等因素精心选择，合理搭配，力求达到理想的控制效果。

二、E-20GM主机简要说明
E-20GM控制主机以高级工业单片计算机为核心，设置了80位I/O接口和57 件状态指示（LED），因此具有极强的控制功能和测量显示功能。

位移分辨率可达μm级，调节复位率高达10倍；还备有自动/手动切换和紧急停止开关。

E-20GM外形如图一。

1.编程和修改程序时必须处于手动方式(部分指令)
2. 参数设定、位置参数、输入输出参数（略）
三、编程器（E-20TP）使用说明
1.编程器通电后，首先出现版权标志，几秒之后，出现1、2两个选项。

选择第1项，进入在线方式，此时读写的对象是E-20GM内的ROM或RAM。

选择第2项，进入离线方式，此时读写的对象是E-20TP 内的ROM 。

2.选择了离/在线方式后，使用功能键RD （读）/WR （写）；INS （插入）/DEL （删除）；MNT （监视）/TEST （测试）；PATA （参数）；OTHER （其它），选择相应的功能进行操作。

RD/WR 、INS/DEL 主要对程序语句进行查阅、写入、修改、插入、删除其相应的状态在编程器显示屏的左上角有指示。

如RD 状态时，显示R 。

MNT/TEST 主要是对程序运行状态（运行到哪条语句，X 、Y 轴的位置）进行监视和进行示教方式手动操作，如返回机械原点、点动。

MNT/TEST 分两项
第一项为状态临近（MNT ），选择后出现3个选项。

选择1，可以监视目前运行的指令，顺序号和X 、Y 轴坐标。

选择2，可以监视或强制输出输入点（X ，Y ）及中间继电器（M ） 的状态。

选择3，可以修改寄存器的值。

例1：
此时可以看到输出点Y0 的状态(有黑方块,则状态为1,否则为0)再按↑,↓可以看到相邻的点的状态.
例2:
按以上操作就进入强制输出状态,此时按SET,则Y0被置位为1,按RST 复位为0.
第二项为测试状态(TEST),又包含5个小项
a)返回机械原点.
b)更改现在值(更改坐标系).
c)定量进给.
d)点动.
e)单条指令动作.
PARA/OTHER
选择1进入参数设定
四、E-20TP编程器几种常用操作
（一）检查E-20GM内的数控程序内容：
1.连接E-20GM主机与E-20TP编程器。

2.接通E-20GM电源（由操作台上驱动开关控制）。

3.待显示屏上出现2个选项时，按（1）键，选择“在线方式”。

4.按（RD）键，显示屏左上角显示“R”标志，即进入“读写”状态，可查阅程序内容。

5.用↑或↓键向前或向后逐条查阅程序。

简记为：ON （1）（RD）（↑/↓）
开电源（）表示按某键
（二）检查E-20GM内置参数
1-3步骤同前
4.按（PARA）键，显示屏左上角显“P”标志，可查看E-20GM内置参数。

即ON （1）（PARA）（↑/↓）
程序参数必须与内置参数合理搭配，才能达到预期的控制效果。

（三）修改程序指令：
1.“RD”状态下按（INS）键，显示屏左上角出现“I”标志，进入“插入”状态。

2.键入新指令,即可在“”提示符指示的指令前面插入新的内容。

按（DEL）键，显示“D”标志，用（↑/↓）键调整“”的位置，按（GO键）删除“”指示的程序语句。

ON （1）INS）键入新指令 DEL （↑/↓） GO （四）修改内置参数：
在（PARA）状态下用（↑/↓）移动光标“”，键入新参数，然后按（GO）键，就可以完成参数删除。

ON （1）（MNT）（I）/手动操作
五、编程实例
该示例在切换键朝上时运行。

O0,N0; 序号为O0,N0，则默认为当前执行程序LD M9097; 取地址
SET Y001; 启动指示灯
SET Y002; 关闭光闸
cod29; 设为电气原点
cod90; 设为绝对坐标
cod04
K100; 暂停1秒(100×10ms=1s)
%SET Y000; 出激光（本实验视情况而定是否开激光）cod04
K100;
RST Y002; 开启光闸
cod01
x3366 数值3366代表旋转一周（测试有误差）
f2000;
%RST Y000; 关激光
SET Y002; 关光闸
RST Y001; 关指示灯
cod30; 返回电气原点
m02; 程序结束
该示例在切换键朝下时运行。

O0,N0; 序号为O0,N0，则默认为当前执行程序LD M9097; 取地址
SET Y001; 启动指示灯
SET Y002; 关闭光闸
cod29; 设为电气原点
cod90; 设为绝对坐标
cod04
K100; 暂停1秒(100×10ms=1s)
%SET Y000; 出激光（本实验视情况而定是否开激光）cod04
K100;
RST Y002; 开启光闸
cod00
x-1000
y0; 快速移动到点（1000，0）cod01
x0
y-1000
f2000; 从点（1000，0）移动到（0，1000）cod01
x-1000
f2000; 从点（0，1000）平移到（1000，1000）cod01
y0
f2000; 从点（1000，1000）移动到（1000，0）%RST Y000; 关激光
SET Y002; 关光闸
RST Y001; 关指示灯
cod30; 返回电气原点
m02; 程序结束
六、焊接机操作规范
1.光学系统由主光路系统、分光系统、光纤传输系统、聚焦系统（激光焊接通常需要一定的离焦量。

光点最小为焦点。

焦点位于工件上方为正离焦，适合焊薄材料；熔深较大时采用负离焦）、观察系统、指示系统（用于指示焊点位置，同时也作谐振腔及其他光学部件的调整基准）及升降机构组成。

2.开机前一定要开循环冷却水！关机后关冷却水！
3.开机顺序：循环冷却水——电源——钥匙——选项（on）——确认——（等待预燃灯亮）——装载——N(内存的参数)——确认（响一声代表好了（L后的 . 亮））。

4.关机顺序：选项（off）——确认——（等待预燃灯灭）——钥匙——电源。

5.开“校正”、“驱动”（开驱动光闸才有作用），可手控出焊接激光，也可踩左脚踏。

右脚踏等于程序。

程控等于程序加连续激光。

程序可通过编程器来编。

光闸向上为关，向下为开。

6.用指示光对准后，脚踏出焊接激光。

焊接操作时戴防护眼镜。

7.“监视”用于观察，辅助调整。

8.电流一般300，脉宽一般3。

频率点焊用1Hz，连续焊可根据转速设置。

也可以稍作改变。

9.内部冷却水每一个月或一个半月换一次。

纯净水就可以。

10.左小台子电机驱动可手动也可编程。

焊接机编程操作要点
1、要编写新程序，应在编程模式下进行，选择WR模式或者INS模式均可，在编程器内部某个程序之前或之后按INS键插入程序，先输入与已存储的程序号不相同的新的程序号，再按顺序输入指令。

要执行某个程序，先把当前执行程序(默认是O0，N0)改成其他程序号，再把要执行的程序号改成O0，N0方可执行程序。

2、在设计行进路线时，必须考虑到是工作台移动而激光不动，因此，应在图纸坐标的参数前加负号。

3、在直线行进代码中，在激光焊接机当前设定下，可认为数值40代表行进1mm，例如x1000表示沿x轴正向行进25mm，y-200代表沿y轴负向行进5mm。

4、直线加工格式中x或y有一者缺省则代表缺省方向的坐标不变。

5、在程序设计时，应该注意当前使用的是绝对坐标还是相对坐标。

6、顺时针插补示意图
设起点为原点(0,0)，则语句：
Cod02 x-500 y-500 i-250 j-250 f1000;
的意思是以顺时针方向从(0,0)点沿圆心
(0+250,0+250)，半径为250×1.414的圆弧
到达点(500,500)点。

若指令换成Cod03，则
表示沿逆时针方向。

这些语句都需要在“切
换”键朝下时执行。

加负号是因为工作台动
而激光器不动。

7、修正或补偿的代码Cod73~Cod75执行一次后一直有效，直到执行Cod76命令为止。

补偿的意思是在后续代码操作数的基础上总是加上或减去某一个数值。

8、在使用类似Cod00的代码时，应注意在之前插入“关激光”的语句。

9、编程时，输完一条指令按GO结束，指令内部的空格按SP来实现，但屏幕上会以换行方式显示。

如输入错误，按CLEAR即可重新输入。

实验一开关机操作与点动
一、实验目的：了解E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器和JHM-5GX-200C 型激光焊接机的基本操作。

二、实验设备：E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器，JHM-5GX-200C型激光焊接机。

三、实验内容
1、如果要进行焊接操作，必须先打开冷却水开关。

本实验不要求进行激光操作，故省去该步骤。

确认总电源开启，两个急停按钮都处于凸起状态，打开空气开关，扭动钥匙，液晶屏上显示“.P”字样。

2、按下操作台旁边控制面板上的“驱动”和“校正”两个按钮，此时焊接指示灯开启，编程器启动。

3、编程器上选择online mode，然后选择四个功能按钮中的任意一个以实现相应的功能。

4、在编程器上依次选择“MNT/TEST”→“TEST”→“ZRN”，然后在操作台控制面板上分别按下“X+”“X-”“Y+”“Y-”，观察工作台如何运动；改变控制面板右上角的切换键状态，再观察工作台如何运动，记录各个方向的正向。

5、实际测试一下在当前设定下，使工作台旋转一周需要使X轴参数改变多少。

6、关机：反扭钥匙，按下两个急停按钮（目的是为了安全，下次开机时要打开按钮），关空气开关，如果进行了激光焊接操作则还应关掉冷却水。

四、思考题
1、如果使用焊接机进行焊接，f值应该取大些还是小些？如果用来进行刻线，f 值应该取大些还是小些？
2、出激光时，我们并没有看到像电焊一样耀眼的亮光，为什么还要带上专用防护眼镜？该激光的波长是多少？
3、在焊接较薄的材料时，应该让光束的焦点位于工件上方还是下方合适？如果要求熔深较大呢？
实验二使用编程器编程控制工作台移动
一、实验目的：初步掌握用E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器进行编程，从而对JHM-5GX-200C型激光焊接机进行控制。

二、实验设备：E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器，JHM-5GX-200C型激光焊接机。

三、实验内容：
利用编程器输入指令控制焊接机操作台按预定轨迹运动。

编程的时候必须让白色接线上方的按钮朝下。

编程完毕后，按下控制面板上的“程序”按钮，程序开始执行，如发现程序运行不对（比如工作台行进机构超出行程！）或者遇到危险情况，应马上按下“暂停”或者“驱动”甚至是红色急停按钮。

1、学习该编程器常用的部分指令，掌握如何输入指令，如何启动程序。

2、编程实现：加工路线为一个正方形及其对角线和外接圆。

如实验图1所示：
3、编程实现：加工路线如实验图2所示：
实验图1 实验图2
四、思考题：
1、在使用cod02/cod03命令时，参数中的x, y, i, j分别代表什么含义？
2、由于加工时是工作台动而激光不动，所以应该在图纸坐标的参数上加负号，那么，是否也应该把cod02和cod03互换呢？
附录：实验二的程序代码
实验图1的程序：
O0,N0; 序号为O0,N0，则默认为当前执行程序LD M9097; 取地址
SET Y001; 启动指示灯
SET Y002; 关闭光闸
Cod29; 设为电气原点
Cod90; 设为绝对坐标
Cod04
K100; 暂停1秒(100×10ms=1s) Cod04
K200;
RST Y002; 开启光闸
Cod01
y-1000
f2000;
Cod01
x-1000
f2000;
Cod01
y0
f2000;
Cod01
x0
f2000; 加工一个边长25mm的正方形SET Y002; 关闭光闸
Cod04
K100;
RST Y002; 开启光闸
Cod02
x-1000
y-1000
i-500
j-500
f2000;
Cod02
x0
y0
i-500
j-500
f2000; 加工正方形的外接圆
SET Y002;
Cod04
K100;
RST Y002;
Cod01
x-1000
y-1000
f2000; 加工对角线
SET Y002; 关闭光闸
Cod00
x0
y-1000; 快速移动到另一对角线起点Cod04
K100;
RST Y002;
Cod01
x-1000
y0
f2000; 加工另一条对角线
SET Y002; 关光闸
RST Y001; 关指示灯
Cod30; 返回电气原点
m02; 程序结束(必须有)
实验图2的程序：
O0,N0; 序号为O0,N0，则默认为当前执行程序LD M9097; 取地址
SET Y001; 启动指示灯
SET Y002; 关闭光闸
Cod29; 设为电气原点
Cod90; 设为绝对坐标
Cod04
K100; 暂停1秒(100×10ms=1s) Cod00
x-500
y0; 快速移动到下顶点
Cod04
K200;
RST Y002; 开启光闸
Cod01
x0
y-500
f2000;
Cod01
x-500
y-1000
f2000;
Cod01
x-1000
y-500
f2000;
Cod01
x-500
y0
f2000; 加工一个对角线长25mm的正方形SET Y002; 关闭光闸
Cod04
K100;
RST Y002; 开启光闸
Cod03
x0
y-500
i500
j0
f2000;
Cod03
x-500
y-1000
i0
j-500
f2000;
Cod03
x-1000
y-500
i-500
j0
f2000;
Cod03
x-500
y0
i0
j500
f2000; 加工内部曲线SET Y002; 关光闸
RST Y001; 关指示灯
Cod30; 返回电气原点m02; 程序结束。