双焊枪自动焊接机控制系统设计

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