基于控制網(wǎng)絡(luò)的管道相貫線焊接關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、相對(duì)固定結(jié)構(gòu)的焊機(jī)一般只能針對(duì)特定種類(lèi)的焊接對(duì)象，而在焊接對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，焊機(jī)便不能再使用了。隨著焊接軌跡的復(fù)雜程度不斷增加和對(duì)焊接要求的不斷提高，要求焊接專(zhuān)機(jī)具有多種智能化功能，如焊縫跟蹤、熔池形態(tài)分析等。針對(duì)管道相交形成相貫線的焊接，提出一個(gè)基于控制網(wǎng)絡(luò)的管道相貫線焊接解決方案。使用控制網(wǎng)絡(luò)可以提高焊接系統(tǒng)開(kāi)放性和柔性，便于擴(kuò)展各種智能化功能并能夠適應(yīng)變化的焊接對(duì)象。
　　 由于偏置斜交是一般性的管道相交方式，其數(shù)學(xué)模型可以

2、應(yīng)用于所有種類(lèi)的管道相貫線焊接。焊接速度的平穩(wěn)控制是焊接質(zhì)量的重要保證，使用可控步長(zhǎng)的插補(bǔ)算法可以保證相對(duì)平穩(wěn)的焊接速度，但插補(bǔ)軌跡在插補(bǔ)點(diǎn)處不平滑。通過(guò)使用三階插值多項(xiàng)式曲線段代替插補(bǔ)點(diǎn)間直線段，改進(jìn)了可控步長(zhǎng)的算法，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)軌跡的平滑控制。使用輸入輸出映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)，將焊接電源系統(tǒng)、焊槍運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、焊槍姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)、焊縫跟蹤系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)、送氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)建基于控制網(wǎng)絡(luò)的焊接控制系統(tǒng)。針對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)

3、系統(tǒng)存在實(shí)時(shí)性、同步性的問(wèn)題，采用“分時(shí)通信、同步執(zhí)行”的控制方案，即分時(shí)地利用網(wǎng)絡(luò)傳遞系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)的同步時(shí)鐘為系統(tǒng)發(fā)出同步執(zhí)行命令，在一定程度上，解決了控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性、同步性問(wèn)題。焊接系統(tǒng)中主控制器根據(jù)軌跡模型計(jì)算插補(bǔ)點(diǎn)，利用CANopen的PDO通訊方式將插補(bǔ)點(diǎn)的信息分時(shí)地傳遞給各伺服系統(tǒng)，各伺服系統(tǒng)根據(jù)CAN總線同步時(shí)鐘同時(shí)執(zhí)行三階的插值運(yùn)動(dòng)。
　　 通過(guò)建立管道相交所形成的相貫線軌跡模型、采用可保證焊