基于T型管焊接数控焊枪运动方法研究.pdf

· 电气技术与自动化· 张传宇,等· 基于型管焊接数控焊枪运动方法的研究
基于型管焊接数控焊枪运动方法的研究
张传字,梁楚华,周建平,李文刚
新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐
摘要:通过数学建模,利用数学表达式表示出型管的焊接空间轨迹,然后利用软件
和一运动控制卡实现自动控制,使焊接机床按照所需要的行走路线进行插补,从而完
成焊接过程
关键词:数学建模;焊接;运动控制卡;插补
中图分类号: 文献标志码: 文章编号:—
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引言
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法,随着
科技的发展,弧焊设备也在飞速的发展,发展历程经历过
手工焊机、半自动焊机、自动化焊机、机器人焊机、智能化
焊机等,弧焊设备的发展对焊接业产生了巨大的变化,众
所周知,利用先进的工艺和与之相配套的设备可以大幅度
地提高产品品质和生产效率。同样,采用高效的先进工艺
可以降低产品成本。型管件相贯线的焊接,可用于暖气
片和钢管结构部件的焊接,具有广阔的用途,对于这种曲图型管示意图
线的焊接,如果采用人工操作的方式,首先是品质不能保
所编制的轨迹插补程序进行插补,从而完成焊接过程。
证,在焊接的过程中,焊缝的填充不均匀。另外,价格也较
为昂贵,一根焊条的价格相对于焊丝的价格差别很大,采
用自动焊,这将节约人力资源,降低工人的劳动强度,改善数学模型的建立
焊接工人的劳动环境,减少人工费用的支出,且其相对于
建模要求:焊接过程要求行走轨迹要有一定的精
人工具有很高的工作效率,在当代,效率的提高必然会降
低成本,这对于提高企业的竞争力有很大的帮助。度,速度能够控制,焊枪与工件之间尽可能保持垂直焊接,
效率要比较高。
设计思想和要求建模准备:根据相应要求,抽象出具体的焊接机
床,把它转化成如图所示的数学模型,这是焊接运动轨
所谓型管的焊接,如图所示,就是由两相交圆柱迹的俯视图,点。是焊枪的旋转点,直线与圆,的交
之间的相贯线的焊接,它是一个不规则曲线的焊接。点就是焊枪的焊点,其所行走的路线,即段半圆弧,就
首先是根据两圆柱相贯线的轨迹,采用数学建模的方是所要控制焊枪运动的轨迹。
式,利用数学表达式来表示出所需要的空间轨迹,然后把控制焊枪运动的电动机具有个:个是焊枪随圆心
相应的数学模型用软件进行编程处理,把所解算的旋转运动,即图中直线绕半径为的圆心的运
出来的轨迹程序控制化,然后利用运动控制卡使机床按照动;是焊枪绕自身的旋转中心的运动,即直线绕旋
转中心的运动;是旋转中心沿直线的方向上
作者简介:张传宇一,男,河南周口人,在读硕士研究生,研究方向为机械电子工程。
留,却,:~ · ·
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算精度,然后计算出焊枪完成半圆弧焊接依次经过圆弧段符合焊接工艺要求,存在问题是由于焊接工件的制造精度
顶点时各电动机所需要的脉冲序列,利用数组存储后,然不高,焊接的位置会出现偏移,从而会造成偏焊和漏焊,为
后通过调用,实现型管的焊接。此提出以下改进,在满足焊枪在预定轨迹的条件下进行插
图是通过软件