基于控制網絡的管道相貫線焊接關鍵技術研究.pdf

1、相對固定結構的焊機一般只能針對特定種類的焊接對象，而在焊接對象發(fā)生變化時，焊機便不能再使用了。隨著焊接軌跡的復雜程度不斷增加和對焊接要求的不斷提高，要求焊接專機具有多種智能化功能，如焊縫跟蹤、熔池形態(tài)分析等。針對管道相交形成相貫線的焊接，提出一個基于控制網絡的管道相貫線焊接解決方案。使用控制網絡可以提高焊接系統(tǒng)開放性和柔性，便于擴展各種智能化功能并能夠適應變化的焊接對象。
　　 由于偏置斜交是一般性的管道相交方式，其數學模型可以

2、應用于所有種類的管道相貫線焊接。焊接速度的平穩(wěn)控制是焊接質量的重要保證，使用可控步長的插補算法可以保證相對平穩(wěn)的焊接速度，但插補軌跡在插補點處不平滑。通過使用三階插值多項式曲線段代替插補點間直線段，改進了可控步長的算法，實現插補軌跡的平滑控制。使用輸入輸出映射技術實現了異構系統(tǒng)的互聯(lián)，將焊接電源系統(tǒng)、焊槍運動系統(tǒng)、焊槍姿態(tài)調整系統(tǒng)、焊縫跟蹤系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)、送氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)作為網絡的節(jié)點連接起來構建基于控制網絡的焊接控制系統(tǒng)。針對控制網絡

3、系統(tǒng)存在實時性、同步性的問題，采用“分時通信、同步執(zhí)行”的控制方案，即分時地利用網絡傳遞系統(tǒng)中的實時數據，利用網絡的同步時鐘為系統(tǒng)發(fā)出同步執(zhí)行命令，在一定程度上，解決了控制網絡系統(tǒng)中實時性、同步性問題。焊接系統(tǒng)中主控制器根據軌跡模型計算插補點，利用CANopen的PDO通訊方式將插補點的信息分時地傳遞給各伺服系統(tǒng)，各伺服系統(tǒng)根據CAN總線同步時鐘同時執(zhí)行三階的插值運動。
　　 通過建立管道相交所形成的相貫線軌跡模型、采用可保證焊