球罐焊接机器人控制器及程序设计分析

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1、第uw卷第v期机器人∂²¯quwo²qvΡΟΒΟΤussu年x月¤¼oussu文章编号}tssu2swwykussulsv2suw{2swΞ球罐焊接机器人控制器及程序设计分析薛龙焦向东蒋力培李明利k北京石油化工学院机械工程系tsuyssl摘要}介绍了焊接机器人的工作原理及采用的≥z2uss可编程控制器o就其控制系统构成!硬件接口!软件程序设计等要点进行了详细分析q工艺实验与实践证明o该系统工作稳定可靠o跟踪精度高o满足球罐自动焊要求q关键词}焊接机器人~自动跟踪~≥z2uss控制器~球罐中图分类号}×°uw文献标识码}ΑΝΑΛΨΣΙΣΟΦΧΟΝ

2、ΤΡΟΛΛΕΡΑΝΔΠΡΟΓΡΑΜΔΕΣΙΓΝΟΦΣΠΗΕΡΙΧΑΛΤΑΝΚΩΕΛΔΙΝΓΡΟΒΟΤΣ÷∞²±ª÷¬¤±ª2§²±ª¬2³¨¬¬±ª2¯¬kΒειϕινγΙνστιτυτεοφΠετρολ2χηεμιχαλΤεχηνολογψlΑβστραχτ}׫¨º²µ®³µ¬±¦¬³¯¨²©º¨¯§¬±ªµ²¥²·©²µ¶³«¨µ¬¦¤¯·¤±®¤±§¬·¶¦²±·µ²¯¶¼¶·¨°¤§²³·¬±ª≥z2uss³µ²2ªµ¤°°¤¥¯¨¦²±·µ²¯¯¨µ¤µ¨¬±·µ²§∏¦¨§¬±·«¬¶³¤³¨µq׫¨¨¯¨°¨±·¶²©¦²±·

3、µ²¯¶¼¶·¨°o«¤µ§º¤µ¨¬±·¨µ©¤¦¨o¤±§¶²©·2º¤µ¨³µ²ªµ¤°§¨¶¬ª±¤µ¨§¨¶¦µ¬¥¨§¬±§¨·¤¬¯q׫¨º¨¯§¬±ª·¨¶·¤±§³µ²¦¨¶¶¶∏µ√¨¼¶«²º·«¤··«¨º¨¯§¬±ªµ²¥²·¦¤±°¤®¨¤¯¯2³²¶¬·¬²±¤±§°∏¯·¬2¯¤¼¨µº¨¯§¶º¬·««¬ª«·µ¤¦¬±ª¤¦¦∏µ¤¦¼¤±§µ¨¯¬¤¥¯¨¥¨«¤√¬²µo¤±§¬·¦¤±¥¨¤³³¯¬¨§·²³µ¤¦·¬¦¤¯³µ²§∏¦·¬²±qΚεψωορδσ}º¨¯§¬±ªµ²¥²·o¶¨¤°·µ

4、¤¦®¬±ªo≥z2uss³µ²ªµ¤°°¤¥¯¨¦²±·µ²¯¯¨µo¶³«¨µ¬¦¤¯·¤±®1引言kΙντροδυχτιονl内外的纵缝和环缝的多层多道焊接o与现在多数用户使用的自动焊接设备相比o该设备具有两点突破q随着我国石油!化工等行业的发展o所需球k储l第一o它摆脱了轨道o实现了无轨道自由爬行~第二o罐不仅在数量上不断增多o容积不断增大o而且在制它解除了焊工实时用肉眼跟踪焊缝并调整焊枪左右造质量方面要求不断提高q焊接作为球k储l罐制造高低位置的劳动痛苦o实现了多道焊缝的实时自动中极为重要的环节≈t!u o为了提高焊接质量o首先要跟踪

5、q因此o球罐智能焊接机器人控制系统除应具有考虑焊接设备的自动化问题q目前o许多球k储l罐生普遍球罐焊接设备控制系统所有控制功能外o还应产厂家相继从国外进口了球k储l罐自动焊接设备o具有自动控制磁吸式焊接小车的功能和自动跟踪等最具有代表性的如美国的≈v 2自动焊接设备q功能q截止到目前o国内进口的球k储l罐自动焊机均为具有固定导轨式焊机o不仅焊前需要安装!调试导轨的2焊接机器人的结构与功能kΧομποσιτιον辅助工序和辅助时间o而且进口导轨本身的价格也ανδβεηαϖιοροφτηεωελδινγροβοτl非常昂贵q如图t示o此球罐焊接机器

6、人主要由以下四部针对这种问题o我们申请了无导轨/球罐全位置分组成}智能焊接机器人的研制及其现场工程应用0的研究ktl磁吸式全位置自行机构k简称磁轮式行走机课题o并得到{yv国家高技术项目的支持q该焊接机构l器人是一个全自动的球罐焊接设备o能够完成球罐Ξ基金项目}国家{yv高技术发展计划项目资助k{yvpxtup

7、

8、tvpsulq收稿日期}usstps

9、psy第uw卷第v期薛龙等}球罐焊接机器人控制器及程序设计分析uw

10、包括左右二组磁轮!主板!十字链轴式联接机构焊接时进行二维实时跟踪o使焊枪摆动中心对准坡与直流电机驱动机构q其功能是能够牢固吸附在

11、球口中心~在焊后回车时进行左右实时跟踪o使焊车中罐的表面上o并在二个直流电机驱动机下o实现球罐心与焊缝坡口中心保持一致~在焊前准备时可调节上的全位置的行走q焊枪的左右!上下位置o调试焊枪在各种摆动方式下的摆幅!摆速!及滞时等参数值q3焊接机器人控制系统kΧοντρολσψστεμοφτηεωελδινγροβοτl3q1控制系统构成如图u示o球罐焊接机器人的微机控制系统硬件主要由≈w ≥z2uss型°≤微机控制器与各传感器!电机的接口电路组成q3q2Σ7−200控制器采用的≥z2uss控制器模块有}≤°模块!Ù模块!Ù与Ù模块q≤°模块能实现复

12、杂的实时控制功能o其指令执行时间为squΛ¶o有各种算术t)侧板z)高度传感器逻辑运算指令及°•运算等复杂指令o有中断响u)前≤≤传感器{)焊枪应!高