焊接过程的自动控制系统概述

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：自动化焊接一般采用连续送丝的电弧焊方法，可以显著降低对焊工技术的依赖性，提高焊接设备的负载持续率，降低生产成本。自动焊具有以下优点：1）劳动生产率高，这是由于焊接设备负载持续率、熔敷速度及焊接速度均得到提高。6）焊接程序，根据焊接工艺要求编写程序并输入到主控制器中。由于大量新技术和新的控制方法的出现，焊接过程与质量控制的自动化水平在近十多年中得到了迅猛发展。

焊接作为一种先进的制造技术，它已从单一的加工工艺发展成为现代科技多学科互相交融的新学科，成为一种综合的工程技术。从万吨巨轮到不足1g的微电子元件，离开焊接技术根本无法制造。现代工业和科技的进步又大大促进了焊接自动化和高效化的发展，如计算机、自动控制、微电子和电力电子技术的新进展，都为焊接过程自动化提供了坚实的技术基础。

焊接技术已成为制造业中一种重要的共性关键工艺技术之一。焊接工作者在解决焊接工艺、材料、设备的同时，也在不懈地努力实现机械焊、半自动化焊、自动焊及具有自适应控制的机器人焊接，以替代手工焊。自动化焊接一般采用连续送丝的电弧焊方法，可以显著降低对焊工技术的依赖性，提高焊接设备的负载持续率，降低生产成本。自动焊具有以下优点：

1）劳动生产率高，这是由于焊接设备负载持续率、熔敷速度及焊接速度均得到提高。

2）焊缝质量高和稳定性好，焊出的焊缝质量均匀一致。

3）焊接时间可预见性好，便于生产节拍安排，焊接成本严格可控。

4）降低了对焊工的技术和培训要求。

5）焊工可远离焊接区，劳动强度低，工作环境得以改善，安全性好。

自动焊系统包括以下装置：

1）主控制器，用于控制焊接系统的所有操作和功能。

2）焊接电弧，需要采用弧焊接电源、送丝机、焊炬及其他辅件。

3）电弧行走装置，包括焊接专机、机器人等具有多轴多自由度系统。

4）工件移动机构，包括变位机和转台等机构。

5）工件夹具，可采用标准夹具或根据工件要求进行定制的非标夹具。

6）焊接程序，根据焊接工艺要求编写程序并输入到主控制器中。

7）焊接耗材。

目前弧焊逆变电源普遍采用MOSFET（开关频率100kHz以上）和IGBT（开关频率20～30kHz）实现开关逆变控制，弧焊电源不仅体积小、重量轻、节能效果好，而且便于与其他设备结合实现自动控制。随着微电子技术的发展，单片机、DSP、ARM、PLC、CPLD/FPGA等集成控制芯片的技术性能大幅度提高，为自动焊接技术提供了很好的硬件条件。在控制方法上，除了工业常用的PID及改进算法之外，人工神经网络、模糊逻辑控制、专家系统等智能控制方法也在焊接自动化过程中得到大量的成功应用。由于大量新技术和新的控制方法的出现，焊接过程与质量控制的自动化水平在近十多年中得到了迅猛发展。

焊接过程的自动控制系统概述

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