多功能自動焊接機床伺服控制技術研究.pdf

1、為保證焊接產品質量的穩(wěn)定性、提高生產效率、適應先進制造技術的發(fā)展要求，實現(xiàn)焊接自動化生產已經成為必然的趨勢。本研究課題針對目前在實際生產中復雜相貫線接縫焊接任務所占比重較大、而且難以人工焊接實現(xiàn)，以及國內相關技術研究較少的現(xiàn)狀，本論文對于復雜相貫線接縫自動焊接伺服控制技術進行了研究。 論文中首先分析了焊接的工藝特點對自動焊接機床機械結構和功能的要求，并以此為基礎設計了一臺五自由度的自動焊接機床，可以實現(xiàn)焊接件的平動、焊槍的升

2、降以及焊槍的兩方向姿態(tài)擺動。伺服控制系統(tǒng)采用以步進電機進行驅動的經濟型數(shù)控系統(tǒng)體系結構，確定了“通用I/O卡+專用計算機軟件”的機床數(shù)控系統(tǒng)方案，基于該方案，選擇了AC4161開關量卡作為上位機與機床伺服驅動系統(tǒng)之間的通訊接口，實現(xiàn)了計算機對五自由度焊接運動機構的開環(huán)控制。 以上述硬件平臺為基礎，建立了鍋爐封頭與圓管之間相貫線接縫的數(shù)學模型，根據(jù)建立的焊槍位置、姿態(tài)模型，重點討論了焊縫軌跡的粗插補計算過程，以及經過誤差校驗

3、后對焊接路徑點進行調整的實現(xiàn)方法，相應得到了五個驅動電機的伺服控制位移量和運動速度。 采用軟件方法實現(xiàn)對各個步進電機控制脈沖的分配，分別建立了理想狀態(tài)下以及考慮步進電機升降速情況下的單個電機控制脈沖序列，討論了實現(xiàn)五軸聯(lián)動的伺服控制算法。根據(jù)伺服控制系統(tǒng)精插補過程的需要，在上位機上通過試驗測定了一個軟件延時函數(shù)，用來對輸出脈沖的時間間隔進行控制。 利用DLPORTIO動態(tài)鏈接庫實現(xiàn)了計算機與通用I/O板卡之間的通