等離子弧焊自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、焊接方法是傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法。據(jù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，每年僅需要進(jìn)行焊接加工之后使用的鋼材就占鋼總產(chǎn)量的45％左右。隨著焊接產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，對(duì)于焊接裝備的要求也逐步提高?，F(xiàn)代的焊接裝備，特別是自動(dòng)化焊接設(shè)備，是集焊接技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多學(xué)科于一體的自動(dòng)化和數(shù)字化的高技術(shù)設(shè)備。
　　通過(guò)對(duì)等離子弧焊工藝過(guò)程和焊接控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的分析，基于自動(dòng)控制理論，結(jié)合國(guó)內(nèi)、外的新型控制器件和執(zhí)行器件的發(fā)展，研制

2、一種適用于筒體焊件環(huán)縫和縱縫焊接的等離子弧自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
　　根據(jù)等離子弧焊工藝過(guò)程，提出設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)包括：中央控制器、人機(jī)操作接口、機(jī)械動(dòng)作控制單元、等離子電弧控制單元、等離子氣體流量控制單元等。隨后，對(duì)影響焊接質(zhì)量的弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)分析，找出電弧長(zhǎng)度與焊接電壓的關(guān)系。據(jù)此，通過(guò)對(duì)于焊接電壓的檢測(cè)和控制間接控制電弧長(zhǎng)度。建立弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，在時(shí)域范圍內(nèi)，對(duì)該模型進(jìn)行研究和仿真。引入PID控制器

3、，提高弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。接著，根據(jù)焊槍水平和垂直位置調(diào)整、焊槍擺動(dòng)、工件旋轉(zhuǎn)等機(jī)械動(dòng)作控制單元的技術(shù)要求，通過(guò)慣量折算方法和工程經(jīng)驗(yàn)，選用合適的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等作為驅(qū)動(dòng)器件，設(shè)計(jì)機(jī)械動(dòng)作控制單元的硬件。根據(jù)等離子弧焊對(duì)于焊接電流和等離子氣體流量的遞增、遞減等特殊工藝要求，選取具有逆變技術(shù)的氬弧焊接電源作為等離子弧焊的電源，氣體小流量伺服閥作為等離子氣體流量控制器。并使用PLC作為控制器，觸摸屏作為人機(jī)操