PDF《基于PLC控制的爬行式智能弧焊》

5 ] .焊接输入的工 艺参数比较 多,因此 在该系统中采 用了液晶式触屏显示器作 为人机界面的主体 .人机界面的画 面规划简单,可用专用软件来 实现,界面友好,参数和工艺的设置都很直观、方便,回显的内容多,参数的检查和修改也比较 方便 , 很好地满足了焊 接工艺的要 求.3跟踪机 构 的协调 控制爬行小车和十字滑块可以采 用同一个控制器进行控制,也可以采用两个控制器控制.前 者控制比较 集中,但控制算法比较 复杂,可能导致响应速度不够快,而后者两个控制器分别控制各自的对象,可以避 免上述问题 .爬行小车采用PLC控 制,指令的执行时间短,可靠性高;

十字滑块采用Inter公司strongRAM 系列中的SA1

1 0控制器,处理速度快,抗干扰能力强.爬行小车和十字滑块分开控制的关 键是控制的协调性,协 调不好,会出现干涉现象,跟踪不稳定,精度不高.系统的跟踪示意图见 图5.大量实验发现采取如下方法是行之有效的:十字滑块在焊接过程中一直进行跟跟踪方向t―― 十4驱动轮爬行小车图5爬行式智能弧焊机器人跟踪示意图踪微调,而爬 行小车仅在横向移动滑块远离中心位置时进行粗调.此方法跟踪过程稳定,爬行小车转弯缓和,不会与十字 滑块发生干涉.横向滑块 向左偏离时 , 爬 行小车 向左转弯 , 使横向滑块向中心 移动,最终实现归中;

同理,向右偏离时爬行小车向右转弯,而在向中心移动时小车不进行跟踪.爬 行小车的转 弯程度是由滑 块的当前 状态来确定的,如果滑块偏离中位 较远,则小车的转 弯程度就大,反之转弯程度小.采 取了3个转弯级 别,速度差从第一级到第三级按倍数增加.第 一级速度差与爬行小车的移动速度有关,经大量实验得 到不同焊 接速度与速度差之间的对 应数据,见表1.P L C 根据不同的焊接速度值查询到两轮的速度差值,然后根据十字滑块当前的状态确定爬行机构的转 弯方 向和转弯的程 度 .通 过 以上 方法,实现了爬 行小车对焊缝的粗 略 跟踪 . 表1焊接速度与转弯速度差的对应表单位:ram/ r ai n

1 OO ~

1 6 O~

21 O~

2 6O ~

3 1 O ~

3 6 0~

41 O~ 焊接速度15O200250300

3 5

0 4

0 0

4 50 两轮速度差3O405O506O8080460~

51 O ~

5 6 O~

6 1 O~

6 6O ~

7 1 O~

7 6 0~ 焊接速度500

5 5 O

6 0

0 65

0 7

0 0

7 5

0 8

00 两轮速度差8O9O1O01OO12O14015O4实验结果对该系统 进行了焊接工艺实验,实验条件如下:焊 接类型为平焊、横焊、立焊;

焊缝类型为V型坡口,坡口角度为60.;

焊接速度为平焊250mm/ mi n, 横焊200mm/ mi n, 立焊120mm/ mi n ;

焊接电流为平焊200A, 横焊160A, 立焊IooA;

板料为低碳钢,板厚8mm, 板长40mm ;

焊丝直径1.0ram. 横焊、平焊和立 焊结果分别见图6~图8,自图6横焊实验 结果 动跟踪焊接前 焊缝 与爬行小车的前进方向所成角一5.~i0.,从图中我们可以看到焊接的过程比较稳定,焊接速度恒定,不会出现 突变现象 , 焊缝(下转第441页 ) ・

4 37 ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 两 自由度 闭链 触觉 再现 机 构的设 计 与仿 真―― 郭卫 东 张玉 茹4.3静力学 理论 分析结论的虚拟样机验证 验证由式 (

9 )和式(10)所 给出的受 力关系的正确性的方 法为,设定操作手柄(构件3)末 端的作用力P一2N的前提下,再任意给定其余3个参数、和的一组数值,首先由式(9)和 式(10)计算 出相应的电机 上 的平 衡力矩,即求 得和.,然后建立相应位置的机构虚拟样机,将各力按上述计算的数值加到相应构件的对应位置上,去除重力加速度,对机构进行动力学仿真,如果机构保持静止不动,说明作用外力处于平衡状态,证明理论计算结果是正确的.例如取一100.、一140.和 一30.,计算得到r卅1 ―