衡阳自动卸料法兰自动焊定做生产基地 元晟自动化科技

广州元晟角铁法兰自动焊机是一种基于旋转电弧传感器的焊接机器人系统。系统采用惯量小，成本低，灵活性大的新型十字滑块系统作为机械传动机构；旋转电弧传感器的位置精度高，焊缝偏差小，使用各类焊缝类型；配合步进电机完成整个系统位移单元的传动，并进行位置伺服。环境预检测系统完成工作环境的检测，确保系统的安全运行，角铁法兰自动焊机DSP主控系统完成整个系统的管理和控制，并设计了包括软件保护，机械限位保护，报警保护，电源管理保护在内的各种保护措施。为了方便系统的维护和升级，预留了标准的串口和以太网接口，可以方便对系统进行扩展升级。

系统总指标分析

角铁法兰自动焊机作为一个工业用的焊接机器人，在对整个系统进行设计的时候，先对其要求的指标进行分析和制定。

1.1

系统静态指标

对于焊接机器人系统，其静态指标是指机器人处于正常的焊接运行状态时，对于控制系统所给的指令，在达到稳态时，能够做到无偏差跟踪的能力，对于阶跃信号和速度信号，考虑到机械结构的特性，稳态误差必须控制在0.2%之内，对于加速度信号，稳态误差不得小于0.5%。

1.2

角铁法兰自动焊机系统动态指标

系统的动态性能指标，对于焊接机器人来说，主要考虑的是整个系统对阶跃输入信号和正弦输入信号的动态响应特性。对于阶跃信号，其超调量不能超过10%，过渡时间不能超过0.1ms，震荡次数不能超过2次。对于正弦响应，主要考虑的是其频率特性和相角裕度，工作频率大概为5至12Hz。

1.3

运动精度指标

焊枪移动的位置精度小于0.2mm，焊缝误差小于1mm，速度精度小于1mm/s，系统响应时间小于0.3s。

1.4

智能性指标分析

要求所设计的系统具有一定的智能性，其中包括系统自检功能，故障尝试自修复功能，故障保护功能，自动循迹跟踪焊缝功能。

1.5

可扩展性指标分析

系统应该留有一定的对外接口，以满足系统在线编程或离线编程，随着INTERNET技术的发展和物联网技术的发展，要求系统需要留有特定的接口模块。系统必须具备可升级性，以满足不同应用场合的重新组装和升级。

1.6

应用指标

整个系统为220V市电系统，在保证系统正工作的前提下，功率应尽量减小。控制核心系统部分体积为25x25x25cm，电源管理部分由于其功耗相对较大，为了避免其对弱电系统的影响，对电源部分进行单独包装，设定为25x25x25cm，并且配置散热风扇。

1.7

环境要求

在使用过程中噪声不能大于40db，整个系统对市电网络和周围环境不存在电磁干扰，电磁兼容性必须控制在国家标准范围之内，无强烈的电磁辐射性，工作时对焊枪的强光部分做简单的屏蔽。系统不具有防水性，防尘等级IP5级，工作环境为90摄氏度以下，负15摄氏度以上。

1.8

装配指标分析

整个系统的装配精度只要是十字滑架的精度要求，其装配精度必须控制在0.1mm以内。

2

总体设计方案

如图1所示，角铁法兰自动焊接机为系统的总设计方案和模块图，整个系统可以分为9个主要的模块，系统的工作思路为：

图 1 总设计方案和模块图

总系统上电，启动工作环境检测系统，检测当前主控平台的环境湿度，和温度，如果不符合工作环境要求，尝试进行自动调节，若调节依然无效，则系统报警，并自动关闭；环境检测符合要求后，DSP主控系统启动，先完成自检功能，如果发现某些模块处于无法就绪状态，系统尝试软件自动修复，如果修复不成功，则系统自动重启，如果重启后，依然无法解决问题，系统进行报警动作；系统初始化后，通过零点寻位传感器查找初始零位，寻零结束后，进行坐标变换，将零位传感器的坐标变换为焊枪的坐标，此时系统进入到正常工作模式；用DSP通过PWM控制步进电机，完成十字滑架的移动，并控制弧焊电源和送丝机构进行焊接；在焊接开始之后，旋转电弧传感器检测电弧电压信息，通过DSP转换为相应的位移信息，并进行位移量的反馈，构成整个控制系统的闭环工作模式；于此同时，系统配备的各种传感器也处于监视运行状态，包括机械限位保护，电源过压过流保护，系统过热过湿保护。

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1、焊机必须接地，以保证操作人员的安全，对于焊接导线应可靠地绝缘。

2、焊工必须穿带防护衣具。施焊时焊工应立在干木垫或其他绝缘垫上。

3、焊接过程中，如焊机发生不正常响声，应立即进行检查。

4、焊机的的电源开关箱内装设电压表，以便于观察电压波动波动情况，如电源电压降大于5%，则不宜进行焊接。

5、控制箱内应安装电压表，电源表和信号电铃，便于操作者控制焊接参数和正确掌握焊接通电时间。

电焊机是直接或间接利用电能加热金属，使其熔融或塑性挤压达到原子间结合，从而实现焊接的一种加工设备。电焊作为一种基本的金属加工方法，在国民经济各部门中应用极为普遍。各国钢产量中，一般有50％～60％左右是经焊接加工成为构件后而付诸使用的。

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很多从事过管道焊接的会说，这种小车很久前就已经在管道焊接中应用了，没有什么新奇之处。有这种观点的粉友只说对了一半，管道焊接小车确实已经在很多年前已经问世，也在行业中得到了应用，但是，大家在应用过程中是否有碰到这样的问题：操作复杂，很难学会、自动化程度低、熔敷效率低下……。

1、刚性自动化焊接设备刚性自动化焊接设备亦可称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中焊接参数的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。

2、自适应控制自动化焊接设备自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，对焊缝轨迹自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成