專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接設(shè)備，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外成熟的管線焊機(jī)控制系統(tǒng)大多采用集中控制，各功能系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互少、無(wú)法實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)間的協(xié)同控制，焊接過(guò)程人工參與多，焊接質(zhì)量亟待提高?，F(xiàn)有的管線全位置焊接控制系統(tǒng)主要包括主控單元、焊車、焊接電源及手控器等，主控單元是由PLC可編程序控制器、單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片構(gòu)成，主控單元與焊車、焊接電源以及手控器等的連接通常采用I/O信號(hào)直接相連的形式，線纜多，信號(hào)易受干擾；控制電機(jī)(步進(jìn)或伺服電機(jī))的驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)分裝在主控單元和焊車上；焊接電源與主控單元之間多采用模擬量設(shè)定參數(shù)，抗干擾能力差，精度低，能夠監(jiān)控的焊接過(guò)程量較少，實(shí)現(xiàn)精細(xì)焊接非常困難；系統(tǒng)的可擴(kuò)充性較差，不利于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展；現(xiàn)有的管線全位置焊接控制系統(tǒng)還不能實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程數(shù)據(jù)的歷史記錄與查詢，更不能實(shí)現(xiàn)焊接系統(tǒng)工藝和設(shè)備參數(shù)的多種選擇等。管線焊接控制系統(tǒng)需突破的技術(shù)瓶頸就是更好地實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的無(wú)縫集成，即焊接過(guò)程數(shù)據(jù)的透明傳遞。開(kāi)放的控制網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)多傳感器融合、多焊接過(guò)程協(xié)同控制進(jìn)而提高焊接質(zhì)量的基本前提。建立開(kāi)放的管線焊接控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化集成控制是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制裝置，其由角度傳感器測(cè)得焊車當(dāng)前管線空間位置，主控單元通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)輸出各個(gè)空間特征點(diǎn)的焊接參數(shù)，行走控制單元插值計(jì)算出當(dāng)前空間位置的焊接參數(shù)，焊接電源以該位置的焊接參數(shù)起弧焊接，實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的連續(xù)變化，同時(shí)，建立焊接過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了管線焊接過(guò)程的計(jì)算機(jī)集成控制；且通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了各子系統(tǒng)的協(xié)同控制，提高了焊接質(zhì)量和焊接速度。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，設(shè)有主控單元G)，其特征在于主控單元(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線分別與焊接電源(3)、手控盒(5)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元O)、焊車系統(tǒng)(1)中的焊槍擺動(dòng)控制單元(14)、焊車行走控制單元(11)及焊槍高低控制單元(13) 相聯(lián)；焊車行走控制單元(11)與一檢測(cè)焊車當(dāng)前所處管道空間位置的傾角檢測(cè)裝置(12) 相聯(lián)；該主控單元(4)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)輸出各個(gè)空間特征點(diǎn)的焊接參數(shù)，并通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與焊車系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)位置、速度和轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)傳輸；同時(shí)，在兩者之間傳遞配置參數(shù)、狀態(tài)信息等非周期性數(shù)據(jù)；所有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至主控單元；焊車行走控制單元(11)插值計(jì)算出當(dāng)前空間位置的焊接參數(shù)；焊接電源C3)計(jì)算出匹配的送絲速度并以該位置的焊接參數(shù)起弧焊接，以實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的連續(xù)變化。
所述主控單元(4)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)Gl)、所有設(shè)定數(shù)值具有掉點(diǎn)保持的焊接數(shù)據(jù)庫(kù)0 及CAN數(shù)據(jù)采集卡，所有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至主控單元(4)中的焊接數(shù)據(jù)庫(kù)(42) 0所述焊槍高低控制單元(1 和焊槍擺動(dòng)控制單元(14)的高低位置、擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與焊車系統(tǒng)(1)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)定；焊槍擺動(dòng)控制單元(14)建立擺動(dòng)坐標(biāo)系下的絕對(duì)定位坐標(biāo)，采用擺幅范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)邊界停車換向標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速往返擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述手控盒( 包括遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器、遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線發(fā)射器、現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊，遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器與現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊相聯(lián)，焊槍擺動(dòng)控制單元(14)的擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度的偏移量擺動(dòng)偏移量的調(diào)整通過(guò)手控盒( 進(jìn)行。所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元( 通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊車行走控制單元(11)中兩臺(tái)行走電機(jī)(16)、(18)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步控制，并根據(jù)傾角檢測(cè)裝置(1 的信號(hào)輸出和預(yù)設(shè)特征值進(jìn)行插值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)管線全位置起弧焊接控制。所述焊車行走控制單元(11)采用主從式耦合控制算法，主電機(jī)(16)速度由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與焊接數(shù)據(jù)庫(kù)0 設(shè)定，在焊接過(guò)程中緊密跟蹤設(shè)定值，從行走電機(jī)(18) 以主行走電機(jī)(16)的輸出作為設(shè)定值，在運(yùn)行過(guò)程中緊密跟蹤主行走電機(jī)(16)，保持和主行走電機(jī)(16)的同步，同時(shí)，從行走電機(jī)(18)的反饋加入到主行走電機(jī)(16)回路，使得主行走電機(jī)(16)也可以在從行走電機(jī)(18)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)擾動(dòng)時(shí)與從行走電機(jī)(18)保持同步；傾角檢測(cè)裝置(1 接入行走伺服驅(qū)動(dòng)器(17)的模擬量輸入端口。所述傾角檢測(cè)裝置(12)為空間角度檢測(cè)傳感器。所述焊接電源C3)與送絲系統(tǒng)之間通過(guò)RS-232串行接口相聯(lián)接，焊接電源(3)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)接收焊接電流、電壓等參數(shù)的設(shè)置，并利用其內(nèi)部的焊接專家系統(tǒng)推算出送絲速度并設(shè)定送絲系統(tǒng)；同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)Gl)能夠讀取焊接電源(3)內(nèi)的所有焊接過(guò)程參數(shù)并存入焊接數(shù)據(jù)庫(kù)0 中，以備查詢和數(shù)據(jù)挖掘。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明采用基于控制網(wǎng)絡(luò)的管線空間位置與焊接參數(shù)相匹配的控制策略，控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了各子系統(tǒng)的協(xié)同控制，提高了焊接質(zhì)量和焊接速度。2、本發(fā)明行走控制單元的兩臺(tái)行走電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步控制是由運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)同步控制；采用主從式耦合控制算法，從行走電機(jī)是以主行走電機(jī)的輸出作為設(shè)定值，在運(yùn)行過(guò)程中緊密跟蹤主行走電機(jī)，保持和主行走電機(jī)的同步；同時(shí)，從行走電機(jī)的反饋加入到主行走電機(jī)回路，使得主行走電機(jī)也可以在從電機(jī)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)擾動(dòng)時(shí)與從電機(jī)保持同步。3、本發(fā)明焊接數(shù)據(jù)庫(kù)中所有設(shè)定數(shù)值具有掉電保持功能，所有運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)的過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞，大量經(jīng)驗(yàn)參數(shù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)，大量的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和焊接工藝參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中以備數(shù)據(jù)查詢和挖掘。4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，使用維護(hù)簡(jiǎn)單。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的管線空間分布樣例圖。圖3為本發(fā)明的焊車行走控制單元電氣控制示意圖。圖4為本發(fā)明的高低調(diào)整與擺動(dòng)控制單元電氣控制示意圖。圖5為本發(fā)明的焊接子系統(tǒng)電氣控制示意圖。圖6為本發(fā)明的數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)畫(huà)面示意圖。圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-焊車系統(tǒng)，11-焊車行走控制單元，12-傾角檢測(cè)裝置，13-焊槍高低控制單元， 14-焊槍擺動(dòng)控制單元，15-行走伺服驅(qū)動(dòng)器，16-行走電機(jī)，17-行走伺服驅(qū)動(dòng)器，18-行走電機(jī)，2-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元，3-焊接電源，4-主控單元，41-工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，42-焊接數(shù)據(jù)庫(kù)，5-手控盒。
具體實(shí)施例方式如圖1，圖2所示，本發(fā)明主要由焊車系統(tǒng)1，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單2，焊接電源3， 主控單元4和手控盒系統(tǒng)5組成，主控單元4通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線分別與焊接電源3、手控盒5、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元2、焊車系統(tǒng)1中的焊槍擺動(dòng)控制單元14、焊車行走控制單元11及焊槍高低控制單元13相聯(lián)；焊車行走控制單元11與一檢測(cè)焊車當(dāng)前所處管道空間位置的傾角檢測(cè)裝置12相聯(lián)；其中主控單元4包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)41、焊接數(shù)據(jù)庫(kù)42及CAN數(shù)據(jù)采集卡，焊接數(shù)據(jù)庫(kù)42中所有設(shè)定數(shù)值具有掉點(diǎn)保持功能；主控單元4通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)輸出各個(gè)空間特征點(diǎn)的焊接參數(shù)，并通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與焊車系統(tǒng)1實(shí)現(xiàn)位置、速度和轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)傳輸，也可以在兩者之間傳遞配置參數(shù)、狀態(tài)信息等非周期性數(shù)據(jù)；所有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至焊接數(shù)據(jù)庫(kù)42。如圖2及圖6所示，主控單元4通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)將焊接數(shù)據(jù)庫(kù)42給出的對(duì)應(yīng)圖2、參數(shù)表和圖6的每道焊口的各個(gè)空間特征點(diǎn)的焊接速度傳入行走控制單元11，傾角檢測(cè)裝置 12測(cè)得焊車當(dāng)前所處的管線空間位置，并以此角度值插值計(jì)算出當(dāng)前空間位置的焊接速度去驅(qū)動(dòng)焊車系統(tǒng)1以此速度運(yùn)行；工業(yè)控制計(jì)算機(jī)41通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀入傾角檢測(cè)裝置12當(dāng)前管線所處的空間角度并插值計(jì)算出當(dāng)前空間位置的焊接電流和焊接電壓，焊接電源3內(nèi)的焊接專家系統(tǒng)推算出匹配的送絲速度并以該位置的焊接參數(shù)起弧焊接，實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的連續(xù)變化，同時(shí)，建立焊接數(shù)據(jù)庫(kù)42，實(shí)現(xiàn)了管線焊接過(guò)程的計(jì)算機(jī)集成控制。下表為與圖2管線空間分布相對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)參數(shù)表
位置編號(hào)焊接電流 A焊接速度 Travel speed cm/min擺幅 OW (mm)擺動(dòng)速度 OS (cm/min)00110.0111060.001105.0121061.011100.0141062.0 基于控制網(wǎng)絡(luò)的速度轉(zhuǎn)矩雙閉環(huán)增益非線性前饋補(bǔ)償控制算法用以提高焊車行走平穩(wěn)性和速度跟蹤精度，選擇一號(hào)行走電機(jī)作為主行走電機(jī)16，2號(hào)行走電機(jī)為從行走電機(jī)18的主從式耦合控制算法。如圖3所示，焊車行走控制單元11中的兩臺(tái)行走電機(jī)16和18及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步控制是由運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元2通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)同步控制。采用主從式耦合控制算法，從行走電機(jī)18以主行走電機(jī)16的輸出作為設(shè)定值，在運(yùn)行過(guò)程中緊密跟蹤主行走電機(jī)16，保持和主行走電機(jī)16的同步；同時(shí)，從行走電機(jī)18的反饋加入到主行走電機(jī)16回路，使得主行走電機(jī)16也可以在從行走電機(jī)18出現(xiàn)動(dòng)態(tài)擾動(dòng)時(shí)與從行走電機(jī)18保持同步；傾角檢測(cè)裝置12接入行走伺服驅(qū)動(dòng)器17的模擬量輸入端口。行走電機(jī)16和18 為伺服電機(jī)。如圖4所示，焊槍擺動(dòng)控制單元14建立擺動(dòng)坐標(biāo)系下的絕對(duì)定位坐標(biāo)，采用擺幅范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)邊界停車換向標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速往返擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)41與焊車系統(tǒng)1通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，焊槍擺動(dòng)控制單元(14)的擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度的偏移量可通過(guò)手控盒系統(tǒng)5進(jìn)行手動(dòng)修改。如圖5所示，焊接電源3通過(guò)CANopen現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)41相聯(lián)接，焊接電源3與送絲系統(tǒng)之間通過(guò)RS-232串行接口相聯(lián)接；送絲系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有焊絲速度檢測(cè)與閉環(huán)裝置；通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)，焊接電源3接收焊接電流、電壓等參數(shù)的設(shè)置，利用其內(nèi)部的焊接專家系統(tǒng)推算出送絲速度并設(shè)定送絲系統(tǒng)；同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)41能夠讀取焊接電源3內(nèi)的所有焊接過(guò)程參數(shù)并存入焊接數(shù)據(jù)庫(kù)42中，以備查詢和數(shù)據(jù)挖掘。如圖6所示，每道焊口的幾何尺寸根據(jù)工藝要求通過(guò)這個(gè)畫(huà)面設(shè)置，根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)，推算出焊槍的擺動(dòng)參數(shù)、焊槍的高度、焊車的運(yùn)動(dòng)速度、以及焊接電源的電流和電壓等參數(shù)。本實(shí)施例的控制設(shè)備主要包括焊車行走控制單元11由焊車行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)MaXOn公司80W直流無(wú)刷電機(jī)EC32， 減速機(jī)GP 32C 706 :1，光電編碼器HEDS5540，對(duì)應(yīng)Elmo伺服驅(qū)動(dòng)器SOL-WHI15/60E01 ；傾角檢測(cè)裝置12為QXJT-360-BLV-0 64(0 80)空間角度檢測(cè)傳感器組成；焊槍高低控制單元13、焊槍擺動(dòng)控制單元14由焊槍高低、擺動(dòng)電機(jī)MaXOn公司 5W直流無(wú)刷電機(jī)EC-maxl6 ；減速機(jī)GP 16A 690 :1，光電編碼器MR512，對(duì)應(yīng)Elmo 伺服驅(qū)動(dòng)器SOL-WHI15/60E01 組成；；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元2為多軸運(yùn)動(dòng)控制器MAESTRO焊接電源為T(mén)PS 4000主控單元4為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、通用組態(tài)平臺(tái)手控盒系統(tǒng)5包括遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器、遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線發(fā)射器、現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊，遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器與現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊相聯(lián)，焊槍擺動(dòng)控制單元 14擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度的偏移量擺動(dòng)偏移量的調(diào)整通過(guò)手控盒5進(jìn)行。遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器、遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線發(fā)射器、現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊為已知技術(shù)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，設(shè)有主控單元G)，其特征在于主控單元(4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線分別與焊接電源(3)、手控盒(5)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元O)、焊車系統(tǒng)(1)中的焊槍擺動(dòng)控制單元(14)、焊車行走控制單元(11)及焊槍高低控制單元(13)相聯(lián)；焊車行走控制單元(11)與一檢測(cè)焊車當(dāng)前所處管道空間位置的傾角檢測(cè)裝置(12)相聯(lián)；該主控單元(4)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)輸出各個(gè)空間特征點(diǎn)的焊接參數(shù)，并通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與焊車系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)位置、速度和轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)傳輸；同時(shí)，在兩者之間傳遞配置參數(shù)、狀態(tài)信息等非周期性數(shù)據(jù)；所有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至主控單元(4)；焊車行走控制單元(11)插值計(jì)算出當(dāng)前空間位置的焊接參數(shù)；焊接電源C3)計(jì)算出匹配的送絲速度并以該位置的焊接參數(shù)起弧焊接，以實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的連續(xù)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于所述主控單元(4)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(41)、所有設(shè)定數(shù)值具有掉點(diǎn)保持的焊接數(shù)據(jù)庫(kù)02)及 CAN數(shù)據(jù)采集卡，所有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至主控單元中的焊接數(shù)據(jù)庫(kù)(42)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于所述焊槍高低控制單元(1 和焊槍擺動(dòng)控制單元(14)的高低位置、擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)Gl)與焊車系統(tǒng)(1)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)定；焊槍擺動(dòng)控制單元(14)建立擺動(dòng)坐標(biāo)系下的絕對(duì)定位坐標(biāo)，采用擺幅范圍內(nèi)的預(yù)設(shè)邊界停車換向標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速往返擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于所述手控盒(5)包括遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器、遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線發(fā)射器、現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊， 遠(yuǎn)程控制盒無(wú)線接收器與現(xiàn)場(chǎng)總線子站及I/O模塊相聯(lián)，焊槍擺動(dòng)控制單元(14)的擺動(dòng)幅度和擺動(dòng)速度的偏移量擺動(dòng)偏移量的調(diào)整通過(guò)手控盒( 進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主控單元( 通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊車行走控制單元(11)中兩臺(tái)行走電機(jī) (16)、(18)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步控制，并根據(jù)傾角檢測(cè)裝置(1 的信號(hào)輸出和預(yù)設(shè)特征值進(jìn)行插值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)管線全位置起弧焊接控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于所述焊車行走控制單元(11)采用主從式耦合控制算法，主電機(jī)(16)速度由工業(yè)控制計(jì)算機(jī) (41)與焊接數(shù)據(jù)庫(kù)0 設(shè)定，在焊接過(guò)程中緊密跟蹤設(shè)定值，從行走電機(jī)(18)以主行走電機(jī)(16)的輸出作為設(shè)定值，在運(yùn)行過(guò)程中緊密跟蹤主行走電機(jī)(16)，保持和主行走電機(jī) (16)的同步，同時(shí)，從行走電機(jī)(18)的反饋加入到主行走電機(jī)(16)回路，使得主行走電機(jī) (16)也可以在從行走電機(jī)(18)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)擾動(dòng)時(shí)與從行走電機(jī)(18)保持同步；傾角檢測(cè)裝置(1 接入行走伺服驅(qū)動(dòng)器(17)的模擬量輸入端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5或6所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于 所述傾角檢測(cè)裝置(1 為空間角度檢測(cè)傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，其特征在于所述焊接電源C3)與送絲系統(tǒng)之間通過(guò)RS-232串行接口相聯(lián)接，焊接電源C3)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)接收焊接電流、電壓等參數(shù)的設(shè)置，并利用其內(nèi)部的焊接專家系統(tǒng)推算出送絲速度并設(shè)定送絲系統(tǒng)；同時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)Gl)能夠讀取焊接電源C3)內(nèi)的所有焊接過(guò)程參數(shù)并存入焊接數(shù)據(jù)庫(kù)0 中，以備查詢和數(shù)據(jù)挖掘。
全文摘要
一種基于網(wǎng)絡(luò)的管線全位置焊接控制系統(tǒng)，設(shè)有主控單元(4)，主控單元(4)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)輸出各個(gè)空間特征點(diǎn)的焊接參數(shù)，并通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與焊車系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)位置、速度和轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)傳輸；同時(shí)，在兩者之間傳遞配置參數(shù)、狀態(tài)信息等非周期性數(shù)據(jù)；所有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)程參數(shù)通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至主控單元(4)；焊車行走控制單元(11)插值計(jì)算出當(dāng)前空間位置的焊接參數(shù)；焊接電源(3)計(jì)算出匹配的送絲速度并以該位置的焊接參數(shù)起弧焊接，以實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)的連續(xù)變化。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；其實(shí)現(xiàn)了管線焊接過(guò)程的計(jì)算機(jī)集成控制；且通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了各子系統(tǒng)的協(xié)同控制，提高了焊接質(zhì)量和焊接速度。
文檔編號(hào)B23K9/12GK102371414SQ20101025858
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者張立新, 曹為, 曹軍, 李志剛, 李鐵香, 焦向東, 紀(jì)文剛, 陳翠和 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 北京石油化工學(xué)院, 海洋石油工程股份有限公司