关于压力机机身自动化焊接控制系统设计

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1、赫田文章编号：1672—0121(2014)05—0051—03压力机机身自动化焊接控制系统设计汤世松，仲太生，詹俊勇，罗素萍(江苏扬力集团有限公司，江苏扬州225127)摘要：随着自动化技术的发展以及人工成本的上升，手工焊接生产将逐步向自动化焊接生产过渡。应用西门子控制器S7—200进行了压力机机身自动化焊接控制系统的开发。分析了自动化焊接生产线五轴焊接专机、MOTOMAN焊接机器人、焊接变位机以及控制系统的设计方案，并实现了对自动化焊接的控制。关键词：机械制造；自动化焊接；焊接专机；焊接变位机；机器人；控制系统中图分类号：TP275文献标识码：B0引言传统的人工焊接生产费时费力，焊

2、接不均匀，而且会出现虚焊。随着科技的不断发展，焊接自动化控制系统得到快速发展。加之近年来人工成本快速上升，由机器人焊接替代手工焊接生产已是大势所趋。机器人焊接生产进一步满足了焊接生产自动化要求，大幅提高生产节拍，提高生产质量。而采用自动化焊接工艺生产的压力机机身工件，具有效率高、图1焊接自动化生产线布置图质量好、成本低等特点_1_。示意图。1．2五轴焊接专机1焊接生产线控制系统设计五轴焊接专机如同五轴机床式机械手，主要是1．1系统设计目的与任务控制腕部的焊机灵活跟踪焊缝，焊接压力机机身钢本系统是以扬力公司JH21—80压力机机身为板联接处。该五轴焊接专机结构主要包括两轴传动对象开发的一

3、条自动化焊接生产线。通过该焊接线机构和机械手移动控制单元，其最72~'b围尺寸为的总体布局、五轴焊接专机、MOTOMAN机器人、焊1200mmx1500mmx2OOOmm(长×宽×高)。两轴传动机接变位机单元设计以及控制系统等组成模块设计，构为焊枪旋转A轴和焊枪摆动曰轴。五轴机床式机以及如焊机自动跟踪焊缝、焊丝自动清枪、协调控制械手本体即轴前后传动单元驱动作前后移动，l，等关键技术的解决，掌握金属板材冲压成形设备压轴左右传动单元驱动作左右移动，z轴上下传动单力机机身自动化焊接的核心技术。机床床身焊接方元驱动作上下举升。式采用气体保护焊，年生产能力可达6000～12000X轴传动系统是用

4、于驱动五轴焊接单元实现整件。体左右方向的焊枪移动，轴传动系统的传动方式本系统开发设计任务包括：①五轴焊接专机；②为电机+齿轮齿条传动结构，电机为台达带抱闸的焊接变位机结构设计；③MOTOMAN焊接机器人；④2kW(ECMA—E31820QS)伺服电机；齿轮齿条模数m=控制系统设计。所设计的压力机机身自动化焊接生产线通用性好，占用资金少，完全可满足中小吨位压力机机身焊接需要。目前研制的自动化焊接生产线焊接效率可以提高40％，焊接质量大幅提高，机身刚度显著提升。图1为焊接自动化生产线现场布置收稿日期：2014—02—09作者简介：汤世松(1985一)，男，硕士，助理工程师，从事交流伺服控制

5、、伺服电机、机电一体化等研究按下系统启动按钮后，PLC与焊接机器人控制储器中的相关指令进行比较，选择执行对应的模块器上电复位，并对系统各行程开关和位置传感器状程序，执行焊接或者位姿操作[03。压力机机身自动化态进行扫描，将检查后的结果同程序存储中的模块焊接控制系统结构如图4所示。参数进行比对，选取参数相同的模块执行。PLC软件模块设定的动作完成后与焊接机器人通讯，焊接机3结束语器人控制器根据PLC的通讯指令，通过与控制器存本文设计开发了一条压力机机身自动化焊接生图4压力机机身自动化焊接控制系统结构图产线，以JH21—80压力机机身为加工对象，配套五现代焊接，2010，(4)．轴机床式机

6、械手、焊接变位机和MOTOMAN焊接机[3]刘凌云，钱新恩．弧焊机器人激光焊缝跟踪系统的应用研究[J]．现器人实现压力机机身自动化焊接，大大提高生产率，代焊接，2010，(4)．增强压力机机身稳定性和刚度。通过该焊接生产线，[4]孟国强，王彩凤，崔景芝．焊接机器人与变位机的选择要领『J]_焊接与切割，2012，(12)．先后解决了压力机机身钢板联接处虚焊、焊缝不稳[5]宋大春．自动化焊接设备在工程机械制造中的应用【JJ．焊接与切定、融深不够等一系列技术难题，也为设计高可靠、割，2013，(12)．高稳定性的压力机产品提供了依据。[6]徐祥兵．基于PLC的汽车车门焊接机器人控制研究[JJ

7、．铸造技【参考文献】术，2013，(9)．[1]杨光．焊接自动化技术的现状与展望[JJ．现代制造，2004，(11)：36-37．[2】廖家平，张晨曙．焊接机器人焊缝跟踪技术的发展状况及趋势fJ1．DesignofcontrolsystemofautomaticweldingprocessforpressframeTANGShisong，ZHONGTaisheng，ZHANJunyong，LUOSupingmachine，MOTANMAN