PDF《基于PLC控制的爬行式智能弧焊》

基于PLC控制 的爬 行式 智 能弧 焊机 器人 系统 的研 制一 张华刘伟 力刘国平 等基于PL C控制的爬 行式智能弧焊张机器人系统 的研 制华刘伟 力刘国平 徐健宁欧光锋 南 昌大 学机 电 工程 学院,南昌,330029摘要:为实现大型工件的自动 焊接而开发了爬 行式智能弧焊机器人系统,详细论 述 了该 系统 的组成、工作原理和特点,对其跟踪机构提出了一 种协调控制的方案 , 并通过实验 得到了爬 行小车的控 制规律.

焊接实验表明,该系统 具 有较 好 的稳 定性、可靠性,跟踪精度高,可达到±0.5mm, 焊接质量能够达 到工业生产的要求,在大型球 罐和船体的焊接 中有 良好 的应 用前景.关键词:爬行机器人;

焊接机器人 ;

P L C;

焊缝跟踪;

人机界面中图分类号:TG4

3 4 文章 编号:1004~132X(

2 0

0 4 )

0 5 - -0

4 3

5 ―0

3 张华教授Re s e a r c h a nd De v e l opm e nt o f I nt e l l i g e nt a r c W e l di ng C r a w l e d Rob ot Co nt r o l l e d b y PLC Z h a n g H u a Li u W e i l i I i u Gu o p i n g Xu J i a n n i n g Ou Gu a n g f e n g Na nc ha ng U ni v er s i t y, Na nc ha ng,3

30 029 Ab s t r a c t :Thi s pa per m a i nl y i nt r odu c e d a n i n t e l l i ge nt we l di ng c r a w l e d r obot s y s t e m whi c h c a n a c ― c o m p l i s h a u t o m a t i c w e l d i n g f o r l a r g e wo r k p i e c e s . Co m p o s t i o n o f t h e s y s t e m , p r i n c i p l e o f wo r k a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s y s t e m we r e e x p l i c a t e d, a h a r m o n i o n s c o n t r o l m e t h o d f o r t h e t r a c k i n g me c h a ― ni s m was put f or war d.a nd t h e c ont r ol l a w of t he c r a w l e d― m e c ha ni s m was obt a i ne d by e xpe r i me nt . We l d i n g e x p e r i me n t s s h o w t h a t t h i s s y s t e m h a s g o o d s t a b i l i t y a n d r e ! i a b i l i t y , t r a c k i n g p r e c i s i o n i s h i g h ― t o a r r i v e a t± 0.5 m m .W e l di ng qu a l i t y c an s at i s f y t he i ndus t r i a l pr oduc t i on de m a nds . I t woul d hav e g ood a ppl i c a t i on f or e gr ound f or we l di ng l a r ge s p he r i ca l t a nks a nd ve s s e l s i n t he f ut ur e. Ke y wor ds :c r awl e d r o bot ;

w e l di n g r obot ;

PI C;

s e a m t r ac k i ng;

human― mac hi ne i nf e r f a c e

0 引言大型工件的焊 接 目前 基本处于有轨道的机 械化和人工焊接状况_1],国内采用跟踪与焊缝平行的画线完成自动 焊接_2],焊接的自动 化程度和效率不高.南 昌大 学机器人与焊接自动 化实验室开发了基 于PC机控制的爬行机器人,但其可靠性差,跟踪精度不高口].本 文介绍的一 种基于PLC控制的爬 行式智能弧焊机器人系统能够实现对大型工件的自动 焊接,可提高焊接效率.系统组成和工作原理1.1系统 的组 成爬行式智能弧焊机器人系统 的运动机构和控制系统 见图1,控制系统 的组成见图2.爬行小车是一种新型轮履永磁吸附式小车,收稿日期 :

2 f ) f 】

3 一O4―3O修回日期 :

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0 3 一O714基金项目:国 家863高技术研究发展计划资助项目(2001AA4

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国家自然科学基金资助项目(50075037)图1焊接机器人及其控制柜一l,可^光电编码器卜_1l上人编=匦雕焊电工机程序界控枪氟件制=l十字滑块控制系统H嘉妻面器L激光图像传感系统I 一!图2爬行工智能弧焊机器人系统具有足够的吸附能力,同时具有一定的柔 性 .其 驱动机构采用交流伺服系统,包括电机、放大器、减速机构 和编码器 , 可 以对 电机 转速 进 行精 确的・43