專利名稱：微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接控制技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種微束等離子弧焊焊接 全系統(tǒng)的協(xié)同控制結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
小電流范圍領(lǐng)域的微束等離子弧焊，適合于超薄、超細(xì)等精密結(jié) 構(gòu)件的焊接。但是，超薄、超細(xì)等精細(xì)結(jié)構(gòu)部件的精密焊接存在極易 變形、燒穿等關(guān)鍵技術(shù)問題，涉及到焊接電源、精細(xì)結(jié)構(gòu)部件的工裝 系統(tǒng)、焊接的平穩(wěn)行走機(jī)構(gòu)、精密的焊縫跟蹤系統(tǒng)、焊接工藝過程、 電弧穩(wěn)定性等諸多先進(jìn)制造精密加工問題，現(xiàn)有技術(shù)僅僅從單方面的 焊接設(shè)備、或焊接工藝過程、或焊接工裝系統(tǒng)、或焊接行走機(jī)構(gòu)、或 焊縫跟蹤系統(tǒng)、或電弧穩(wěn)定性研究，很難解決解決超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件 精密焊接的極易變形、燒穿等缺陷問題，最終完成高質(zhì)量的焊縫成形， 單純的微束等離子弧焊焊接電源控制，只能實(shí)現(xiàn)陡降的電源外特性，
完成焊接電流的穩(wěn)定輸出；焊接行走機(jī)構(gòu)的焊接速度控制與焊接電流 的大小密切相關(guān)，二參數(shù)作為焊縫成形的線能量熱輸入，直接影響到 焊縫成形的質(zhì)量，焊接行走機(jī)構(gòu)和焊接電源的控制必須協(xié)同進(jìn)行；同 時(shí)，超薄、超細(xì)等精密結(jié)構(gòu)件的無變形、無燒穿精密焊接，對(duì)焊縫跟 蹤系統(tǒng)的控制要求非常嚴(yán)格，且跟蹤調(diào)節(jié)將影響到焊縫成形的線能量
熱輸入，因此，對(duì)焊縫跟蹤系統(tǒng)的控制也應(yīng)與焊縫成形的線能量熱輸 入控制協(xié)同。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)和專利檢索發(fā)現(xiàn)，一個(gè)專利申請(qǐng)?zhí)枮?br> 200710190345.8的中國(guó)發(fā)明專利《數(shù)控龍門管板焊接系統(tǒng)》提出了一 種集焊接電源、龍門架、電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、上位機(jī)的焊接系統(tǒng)，其 各部件的控制是通過通信實(shí)現(xiàn)的時(shí)序上的動(dòng)作控制；但這種時(shí)序上的 動(dòng)作控制無法解決焊接工藝的質(zhì)量問題。另一個(gè)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200610144292.1的中國(guó)發(fā)明專利《一種低能量輸入電弧焊接系統(tǒng)與方 法》提出了由焊接電源和送絲機(jī)組成的焊接系統(tǒng)，通過對(duì)焊接電源和 送絲機(jī)輸出的焊接電流、焊接電壓、送絲速度的控制，實(shí)現(xiàn)低能量輸 入的電弧焊過程；但未涉及綜合焊接設(shè)備、焊接工藝過程、焊接行走 機(jī)構(gòu)、焊縫跟蹤系統(tǒng)、電弧穩(wěn)定性全系統(tǒng)的協(xié)同控制問題。
據(jù)此，目前還沒有關(guān)于綜合焊接設(shè)備、焊接工藝過程、焊接行走 機(jī)構(gòu)、焊縫跟蹤系統(tǒng)、電弧穩(wěn)定性全系統(tǒng)的協(xié)同控制研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一 種微束等離子弧焊焊接的全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)方案，從全方位的角度 綜合涉及微束等離子弧焊焊接過程的焊接^T源、焊接工藝過程、焊縫 成形質(zhì)量、電弧穩(wěn)定性與焊縫熔透、焊接行走機(jī)構(gòu)、焊縫跟蹤系統(tǒng)等 各因素，通過微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)中各部分控制的相互影響和
相互關(guān)系，提出各部分控制的協(xié)同控制關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，解決超薄、超細(xì)等 精細(xì)結(jié)構(gòu)部件的精密焊接極易變形、燒穿等關(guān)鍵技術(shù)問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)、氣路 控制系統(tǒng)、協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)、熱輸入控制系統(tǒng)、協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)、 協(xié)同控制焊接電源、保護(hù)氣流量控制信號(hào)線、離子氣流量控制信號(hào)線、 電流調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②、電流調(diào) 整信號(hào)線②、焊速調(diào)整信號(hào)線、焊速反饋線、焊接電流反饋線、焊接 電壓反饋線。電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)和氣路控制系統(tǒng)之間連 接有保護(hù)氣流量控制信號(hào)線和離子氣流量控制信號(hào)線，電弧柔性和挺 直度協(xié)同控制系統(tǒng)和協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)之間連接有弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線 ①，電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)和協(xié)同控制焊接電源之間連接有 電流調(diào)整信號(hào)線①，協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)和熱輸入控制系統(tǒng)之間連接有 弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②，熱輸入控制系統(tǒng)和協(xié)同控制焊接電源之間連接有 電流調(diào)整信號(hào)線②、焊接電流反饋線和焊接電壓反饋線，熱輸入控制 系統(tǒng)和協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)之間連接有焊速調(diào)整信號(hào)線和焊速反饋線。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，氣路控制系統(tǒng)由保護(hù)氣流量控制電路、保護(hù)氣流 量調(diào)節(jié)裝置、離子氣流量控制電路、離子氣流量調(diào)節(jié)裝置組成，保護(hù) 氣流量控制電路的一端與保護(hù)氣流量調(diào)節(jié)裝置連接，保護(hù)氣流量控制 電路的另一端通過保護(hù)氣流量控制信號(hào)線與電弧柔性和挺直度協(xié)同控 制系統(tǒng)連接，離子氣流量控制電路的一端與離子氣流量調(diào)節(jié)裝置連接， 離子氣流量控制電路的另 一端通過離子氣流量控制信號(hào)線與電弧柔性
和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)連接。
協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)由焊矩高度協(xié)同控制電路、焊矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng) 裝置、焊縫對(duì)中光學(xué)傳感電路、焊縫對(duì)中調(diào)節(jié)控制電路、焊縫對(duì)中機(jī) 械驅(qū)動(dòng)裝置組成，焊縫對(duì)中光學(xué)傳感電路和焊縫對(duì)中機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置之 間連接有焊縫對(duì)中調(diào)節(jié)控制電路，焊矩高度協(xié)同控制電路的一端與焊 矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置連接，焊矩高度協(xié)同控制電路的另一端通過弧長(zhǎng) 調(diào)整信號(hào)線①與電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)連接。
熱輸入控制系統(tǒng)由熔透檢測(cè)電路和熱輸入?yún)f(xié)同控制電路組成，熔 透檢測(cè)電路的一端與熱輸入?yún)f(xié)同控制電路連接。協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)由 焊矩行走協(xié)同控制電路、焊矩行走機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置、悍接速度檢測(cè)電路 組成，焊矩行走協(xié)同控制電路和焊接速度檢測(cè)電路之間連接有焊矩行 走機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置，焊接速度檢測(cè)電路通過焊速反饋線與焊矩行走協(xié)同 控制電路。協(xié)同控制焊接電源由焊接電源協(xié)同控制電路、焊接電源主 電路、焊接電流檢測(cè)反饋電路、焊接電壓檢測(cè)反饋電路組成，焊接電 源協(xié)同控制電路與電流檢測(cè)反饋電路之間連接有焊接電源主電路，焊 接電源協(xié)同控制電路與焊接電壓檢測(cè)反饋電路之間連接有焊接電源主 電路，焊接電流檢測(cè)反饋電路通過焊接電流反饋線與焊接電源協(xié)同控 制電路，焊接電源協(xié)同控制電路通過電流調(diào)整信號(hào)線①與電弧柔性和 挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)連接。熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通過弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線 ②與焊矩高度協(xié)同控制電路連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通過電流調(diào)整 信號(hào)線②與焊接電源協(xié)同控制電路連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通過焊
速調(diào)整信號(hào)線與焊矩行走協(xié)同控制電路連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通 過焊速反饋線與焊接速度檢測(cè)電路連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通過焊 接電流反饋線與焊接電流檢測(cè)反饋電路連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通 過焊接電壓反饋線與焊接電壓檢測(cè)反饋電路連接。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)根 據(jù)鎢棒形狀、鎢棒尺寸、噴嘴尺寸、工件尺寸、工件材料進(jìn)行電弧的 柔性和電弧的挺直度之間關(guān)系的協(xié)同控制算法運(yùn)算，在確保電弧穩(wěn)定 性所要求的一定程度電弧挺直度的情況下使電弧具有相當(dāng)?shù)娜嵝?，?使超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)不被燒穿，電弧的柔性和電弧的挺直度協(xié) 同控制算法的運(yùn)算結(jié)果得到與電弧柔性和挺直度有關(guān)的保護(hù)氣流量控 制信號(hào)、離子氣流量控制信號(hào)、電流調(diào)整信號(hào)、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)，分別 控制和調(diào)整氣路控制系統(tǒng)、焊矩高度協(xié)同控制電路、焊接電源協(xié)同控 制電路。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是熱輸入?yún)f(xié)同控制電路通過熔透檢 測(cè)電路對(duì)焊縫檢測(cè)的焊縫成形信號(hào)和焊縫熱輸入信號(hào)焊接電流、焊接 電壓、焊速的反饋值，進(jìn)行熱輸入?yún)f(xié)同控制運(yùn)算，以超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu) 件悍接時(shí)無變形、無燒穿為目的，輸出弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)②、電流調(diào)整信 號(hào)②、焊速調(diào)整信號(hào)，分別控制和調(diào)整焊矩高度協(xié)同控制電路、焊接 電源協(xié)同控制電路、焊矩行走協(xié)同控制電路。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)的再一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是焊接電源的控制不僅僅是完成焊 接電流大小調(diào)節(jié)和實(shí)現(xiàn)一定的電源外特性，.同時(shí)，焊接電源的控制與 超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊接的小電流電弧穩(wěn)定性以及焊縫成形質(zhì)量控 制形成完整的焊接電源協(xié)同控制，構(gòu)成焊接電源控制、焊縫跟蹤控制、 悍矩行走控制、悍縫質(zhì)量控制、電弧穩(wěn)定性控制、焊接工藝控制統(tǒng)一 的控制結(jié)構(gòu)，以各控制之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互影響來實(shí)現(xiàn)協(xié)同的控制 結(jié)構(gòu)，最終解決超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊接的易變形、易燒穿的缺陷 問題以及超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊接時(shí)的小電流電弧穩(wěn)定性問題。
本發(fā)明的最突出優(yōu)點(diǎn)在于綜合超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊焊縫成 形質(zhì)量和超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊接時(shí)的小電流電弧穩(wěn)定性的各個(gè)影 響因素，形成超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密微束等離子弧焊焊接系統(tǒng)各設(shè)備 裝置控制、工藝過程控制、焊接質(zhì)量控制的完整的協(xié)同控制結(jié)構(gòu)，該 協(xié)同控制結(jié)構(gòu)從根本上揭示了焊接電源控制、焊縫跟蹤控制、焊矩行 走控制、焊縫質(zhì)量控制、電弧穩(wěn)定性控制、焊接工藝控制的內(nèi)在聯(lián)系， 為解決超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊焊縫成形質(zhì)量和超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精 密焊接時(shí)的小電流電弧穩(wěn)定性提供了協(xié)同的控制方案。


圖1本發(fā)明微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
本發(fā)明的微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)(如附圖1所
示)，包括電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)l、氣路控制系統(tǒng)2、協(xié)同
焊縫跟蹤系統(tǒng)3、熱輸入控制系統(tǒng)4、協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)5、協(xié)同控制 焊接電源6、保護(hù)氣流量控制信號(hào)線、離子氣流量控制信號(hào)線、電流調(diào) 整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②、電流調(diào)整信號(hào) 線②、焊速調(diào)整信號(hào)線、焊速反饋線、焊接電流反饋線、焊接電壓反 饋線。其連接關(guān)系為-
電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)1和氣路控制系統(tǒng)2之間連接有 保護(hù)氣流量控制信號(hào)線和離子氣流量控制信號(hào)線，電弧柔性和挺直度 協(xié)同控制系統(tǒng)1和協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)3之間連接有弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①， 電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)1和協(xié)同控制焊接電源6之間連接有 電流調(diào)整信號(hào)線①，協(xié)同焯縫跟蹤系統(tǒng)3和熱輸入控制系統(tǒng)4之間連 接有弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②，熱輸入控制系統(tǒng)4和協(xié)同控制焊接電源6之 間連接有電流調(diào)整信號(hào)線②、焊接電流反饋線和焊接電壓反饋線，熱 輸入控制系統(tǒng)4和協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)5之間連接有焊速調(diào)整信號(hào)線和 焊速反饋線。
氣路控制系統(tǒng)2由保護(hù)氣流量控制電路7、保護(hù)氣流量調(diào)節(jié)裝置8、 離子氣流量控制電路9、離子氣流量調(diào)節(jié)裝置10組成，保護(hù)氣流量控 制電路7的一端與保護(hù)氣流量調(diào)節(jié)裝置8連接，保護(hù)氣流量控制電路7 的另一端通過保護(hù)氣流量控制信號(hào)線與電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系 統(tǒng)1連接，離子氣流量控制電路9的一端與離子氣流量調(diào)節(jié)裝置10連 接，離子氣流量控制電路9的另一端通過離子氣流量控制信號(hào)線與電
弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)1連接；
協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)3由焊矩高度協(xié)同控制電路11、焊矩高度機(jī)械 驅(qū)動(dòng)裝置12、焊縫對(duì)中光學(xué)傳感電路13、'焊縫對(duì)中調(diào)節(jié)控制電路14、 焊縫對(duì)中機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置15組成，焊縫對(duì)中光學(xué)傳感電路13和焊縫對(duì) 中機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置15之間連接有焊縫對(duì)中調(diào)節(jié)控制電路14，焊矩高度協(xié) 同控制電路11的一端與焊矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置12連接，焊矩高度協(xié) 同控制電路11的另一端通過弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①與電弧柔性和挺直度協(xié) 同控制系統(tǒng)1連接；
熱輸入控制系統(tǒng)4由熔透檢測(cè)電路16和熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17 組成，熔透檢測(cè)電路16的一端與熱輸入?yún)f(xié)kl控制電路17連接；
協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)5由焊矩行走協(xié)同控制電路18、焊矩行走機(jī)械 驅(qū)動(dòng)裝置19、焊接速度檢測(cè)電路20組成，焊矩行走協(xié)同控制電路18 和焊接速度檢測(cè)電路20之間連接有焊矩行走機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置19，焊接速 度檢測(cè)電路20通過焊速反饋線與焊矩行走協(xié)同控制電路18;
協(xié)同控制焊接電源6由焊接電源協(xié)同控制電路21、焊接電源主電 路22、焊接電流檢測(cè)反饋電路23、焊接電壓檢測(cè)反饋電路24組成， 焊接電源協(xié)同控制電路21與電流檢測(cè)反饋電路23之間連接有焊接電 源主電路22,焊接電源協(xié)同控制電路21與焊接電壓檢測(cè)反饋電路24 之間連接有焊接電源主電路22，焊接電流檢測(cè)反饋電路23通過焊接電 流反饋線與焊接電源協(xié)同控制電路21，焊接電源協(xié)同控制電路21通過 電流調(diào)整信號(hào)線①與電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)1連接。熱輸入
協(xié)同控制電路17通過弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②與焊矩高度協(xié)同控制電路11
連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17通過電流調(diào)整信號(hào)線②與焯接電源協(xié)同 控制電路21連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17通過焊速調(diào)整信號(hào)線與悍 矩行走協(xié)同控制電路18連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17通過焊速反饋 線與焊接速度檢測(cè)電路20連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17通過焊接電 流反饋線與焊接電流檢測(cè)反饋電路23連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17 通過焊接電壓反饋線與焊接電壓檢測(cè)反饋電路24連接。
微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)的協(xié)同控制有電弧柔性和挺直度協(xié)同 控制、熱輸入?yún)f(xié)同控制、焊接電源協(xié)同控制、焊矩行走協(xié)同控制、焊 矩高度協(xié)同控制五個(gè)部分。
電弧柔性和挺直度協(xié)同控制部分是電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系 統(tǒng)1根據(jù)鎢棒形狀、鎢棒尺寸、噴嘴尺寸、工件尺寸、工件材料進(jìn)行 電弧的柔性和電弧的挺直度之間關(guān)系的協(xié)同控制算法運(yùn)算，在確保電 弧穩(wěn)定性所要求的一定程度電弧挺直度的情況下使電弧具有相當(dāng)?shù)娜?性，以使超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)不被燒穿，電弧的柔性和電弧的挺 直度協(xié)同控制算法的運(yùn)算結(jié)果通過保護(hù)氣流量控制信號(hào)線、離子氣流 量控制信號(hào)線、電流調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①，得到與電弧 柔性和挺直度有關(guān)的保護(hù)氣流量控制信號(hào)、離子氣流量控制信號(hào)、電 流調(diào)整信號(hào)①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)①，分別控制和調(diào)整氣路控制系統(tǒng)2、焊 矩高度協(xié)同控制電路11、焊接電源協(xié)同控制電路21。
熱輸入?yún)f(xié)同控制部分是熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17通過熔透檢測(cè)電路16對(duì)焊縫檢測(cè)得到的焊縫成形信號(hào)，悍接電流檢測(cè)反饋電路23和焊 接電壓檢測(cè)反饋電路24對(duì)焊接電源主電路22進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)得到的 焊接電流信號(hào)和焊接電壓信號(hào)通過焊接電流反饋線和焊接電壓反饋線 反饋給熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17，焊接速度,測(cè)電路20對(duì)焊矩行走機(jī)械 驅(qū)動(dòng)裝置19進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)得到的焊接速度信號(hào)通過焊速反饋線也反 饋給熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路17根據(jù)輸入的焊縫 成形信號(hào)、焊接電流信號(hào)、焊接電壓信號(hào)、焊接速度信號(hào)進(jìn)行熱輸入 協(xié)同控制運(yùn)算，以超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)無變形、無燒穿為目的， 通過弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②、電流調(diào)整信號(hào)線②、焊速調(diào)整信號(hào)線輸出弧 長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)②、電流調(diào)整信號(hào)②、焊速調(diào)整信號(hào)，分別控制和調(diào)整焊 矩高度協(xié)同控制電路ll、焊接電源協(xié)同控制電路21、焊矩行走協(xié)同控 制電路18。
焊接電源協(xié)同控制部分是焊接電源協(xié)同控制電路21根據(jù)焊接電流 給定信號(hào)、由電流調(diào)整信號(hào)線②傳送的電流調(diào)整信號(hào)②、由電流調(diào)整 信號(hào)線①傳送的電流調(diào)整信號(hào)①進(jìn)行焊接電源協(xié)同控制算法運(yùn)算，運(yùn) 算的結(jié)果去控制焊接電源主電路22。
焊矩行走協(xié)同控制部分是焊矩行走協(xié)同控制電路18根據(jù)焊速給 定信號(hào)、由焊速調(diào)整信號(hào)線傳送的焊速調(diào)擎信號(hào)、由焊速反饋線傳送
的焊速反饋信號(hào)進(jìn)行焊矩行走機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置的協(xié)同控制算法運(yùn)算，運(yùn) 算的結(jié)果去控制焊矩行走機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置19。
焊矩高度協(xié)同控制部分是焊矩高度協(xié)同控制電路11根據(jù)弧長(zhǎng)給定
信號(hào)、由弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①傳送的弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線 ②傳送的弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)②進(jìn)行焊矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置的協(xié)同控制算法
運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果去控制焊矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置12。
權(quán)利要求
1、一種微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)，其特征是，包括電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)、氣路控制系統(tǒng)(2)、協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)(3)、熱輸入控制系統(tǒng)(4)、協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)(5)、協(xié)同控制焊接電源(6)及保護(hù)氣流量控制信號(hào)線、離子氣流量控制信號(hào)線、電流調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②、電流調(diào)整信號(hào)線②、焊速調(diào)整信號(hào)線、焊速反饋線、焊接電流反饋線、焊接電壓反饋線以電連接方式組成；其中，電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)和氣路控制系統(tǒng)(2)經(jīng)保護(hù)氣流量控制信號(hào)線和離子氣流量控制信號(hào)線連接；電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)經(jīng)弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①與協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)(3)連接；電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)經(jīng)電流調(diào)整信號(hào)線①與協(xié)同控制焊接電源(6)連接；協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)(3)經(jīng)弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②與熱輸入控制系統(tǒng)(4)連接，熱輸入控制系統(tǒng)(4)經(jīng)電流調(diào)整信號(hào)線②、焊接電流反饋線、焊接電壓反饋線與協(xié)同控制焊接電源(6)連接；熱輸入控制系統(tǒng)(4)和協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)(5)經(jīng)焊速調(diào)整信號(hào)線和焊速反饋線連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié) 構(gòu)，其特征是，氣路控制系統(tǒng)(2)由保護(hù)氣流量控制電路(7)、保 護(hù)氣流量調(diào)節(jié)裝置(8)、離子氣流量控制電路(9)、離子氣流量調(diào) 節(jié)裝置(10)組成。保護(hù)氣流量控制電路(7)的一端與保護(hù)氣流量 調(diào)節(jié)裝置(8)連接，保護(hù)氣流量控制電路(7)的另一端通過保護(hù)氣 流量控制信號(hào)線與電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)連接，離子 氣流量控制電路(9)的一端與離子氣流量調(diào)節(jié)裝置(10)連接，離 子氣流量控制電路(9)的另一端通過離子氣流量控制信號(hào)線與電弧 柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié) 構(gòu)，其特征是，協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)(3)由焊矩高度協(xié)同控制電路(11)、 焊矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置(12)、焊縫對(duì)中光學(xué)傳感電路(13)、焊縫 對(duì)中調(diào)節(jié)控制電路(14)、焊縫對(duì)中機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置(15)組成，焊縫 對(duì)中光學(xué)傳感電路(13)經(jīng)焊縫對(duì)中調(diào)節(jié)控制電路(14)與焊縫對(duì)中 機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置(15)連接，焊矩高度協(xié)同控制電路(11)的兩端分別 與焊矩高度機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置(12)和經(jīng)弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①與電弧柔性和 挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié) 構(gòu)，其特征是，熱輸入控制系統(tǒng)(4)由熔透檢測(cè)電路(16)的一端 與熱輸入?yún)f(xié)同控制電路(17)連接組成。
5、 如權(quán)利要求1所述的微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié) 構(gòu)，其特征是，協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)(5)由焊矩行走協(xié)同控制電路(18) 經(jīng)焊矩行走機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置(19)與焊接速度檢測(cè)電路(20)連接及焊 接速度檢測(cè)電路(20)經(jīng)焊速反饋線與焊矩行走協(xié)同控制電路(18) 連接組成。
6、 如權(quán)利要求1所述的微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié) 構(gòu)，其特征是，協(xié)同控制焊接電源(6)由焊接電源協(xié)同控制電路(21)、 焊接電源主電路(22)、焊接電流檢測(cè)反饋電路(23)、焊接電壓檢 測(cè)反饋電路(24)組成；其中，焊接電源協(xié)同控制電路(21)經(jīng)焊接電源主電路(22)與 電流檢測(cè)反饋電路(23)連接，焊接電源協(xié)同控制電路(21)經(jīng)焊接 電源主電路(22)與焊接電壓檢測(cè)反饋電路(24)連接；焊接電流檢測(cè)反饋電路(23)經(jīng)焊接電流反饋線與焊接電源協(xié)同 控制電路(21)連接，焊接電源協(xié)同控制電路(21)經(jīng)電流調(diào)整信號(hào) 線①與電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)連接。
7、 如權(quán)利要求l、 3、 4、 5、 6所述的微束等離子弧焊焊接全系 統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)，其特征是，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路(17)經(jīng)弧長(zhǎng)調(diào)整 信號(hào)線②與焊矩高度協(xié)同控制電路(11)連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路(17) 經(jīng)電流調(diào)整信號(hào)線②與焊接電源協(xié)同控制電路(21)連接，熱 輸入?yún)f(xié)同控制電路(17)經(jīng)焊速調(diào)整信號(hào)線與焊矩行走協(xié)同控制電路(18) 連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路(17)經(jīng)焊速反饋線與焊接速度檢 測(cè)電路(20)連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路.(17)經(jīng)焊接電流反饋線與 焊接電流檢測(cè)反饋電路(23)連接，熱輸入?yún)f(xié)同控制電路(17)經(jīng)焊 接電壓反饋線與焊接電壓檢測(cè)反饋電路(24)連接。
全文摘要
本發(fā)明微束等離子弧焊焊接全系統(tǒng)協(xié)同控制結(jié)構(gòu)，涉及焊接控制技術(shù)領(lǐng)域。其電弧柔性和挺直度協(xié)同控制系統(tǒng)(1)、氣路控制系統(tǒng)(2)、協(xié)同焊縫跟蹤系統(tǒng)(3)、熱輸入控制系統(tǒng)(4)、協(xié)同焊矩行走系統(tǒng)(5)、協(xié)同控制焊接電源(6)及保護(hù)氣流量控制信號(hào)線、離子氣流量控制信號(hào)線、電流調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線①、弧長(zhǎng)調(diào)整信號(hào)線②、電流調(diào)整信號(hào)線②、焊速調(diào)整信號(hào)線、焊速反饋線、焊接電流反饋線、焊接電壓反饋線以電連接方式組成。為解決超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊焊縫成形質(zhì)量和超薄細(xì)精密結(jié)構(gòu)件精密焊接時(shí)的小電流電弧穩(wěn)定性提供了全系統(tǒng)協(xié)同的控制方案。
文檔編號(hào)B23K10/02GK101391341SQ20081020082
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者任江偉, 何建萍, 徐培全, 焦馥杰, 晨 黃 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)