廣州元晟角鐵法蘭自動焊機是一種基于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的焊接機器人系統(tǒng)。系統(tǒng)采用慣量小，成本低，靈活性大的新型十字滑塊系統(tǒng)作為機械傳動機構(gòu)；旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的位置精度高，焊縫偏差小，使用各類焊縫類型；配合步進電機完成整個系統(tǒng)位移單元的傳動，并進行位置伺服。環(huán)境預(yù)檢測系統(tǒng)完成工作環(huán)境的檢測，---系統(tǒng)的安全運行，角鐵法蘭自動焊機dsp主控系統(tǒng)完成整個系統(tǒng)的管理和控制，并設(shè)計了包括軟件保護，機械限位保護，報警保護，電源管理保護在內(nèi)的各種保護措施。為了方便系統(tǒng)的維護和升級，預(yù)留了標準的串口和以太網(wǎng)接口，可以方便對系統(tǒng)進行擴展升級。
系統(tǒng)總指標分析
角鐵法蘭自動焊機作為一個工業(yè)用的焊接機器人，在對整個系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，先對其要求的指標進行分析和制定。
1.1
系統(tǒng)靜態(tài)指標
對于焊接機器人系統(tǒng)，其靜態(tài)指標是指機器人處于正常的焊接運行狀態(tài)時，對于控制系統(tǒng)所給的指令，在達到穩(wěn)態(tài)時，能夠做到無偏差---的能力，對于階躍信號和速度信號，考慮到機械結(jié)構(gòu)的特性，穩(wěn)態(tài)誤差必須控制在0.2%之內(nèi)，對于加速度信號，穩(wěn)態(tài)誤差不得小于0.5%。
1.2
角鐵法蘭自動焊機系統(tǒng)動態(tài)指標
系統(tǒng)的動態(tài)性能指標，對于焊接機器人來說，主要考慮的是整個系統(tǒng)對階躍輸入信號和正弦輸入信號的動態(tài)響應(yīng)特性。對于階躍信號，其超調(diào)量不能超過10%，過渡時間不能超過0.1ms，震蕩次數(shù)不能超過2次。對于正弦響應(yīng)，主要考慮的是其頻率特性和相角裕度，工作頻率大概為5至12hz。
1.3
運動精度指標
焊槍移動的位置精度小于0.2mm，焊縫誤差小于1mm，速度精度小于1mm/s，系統(tǒng)響應(yīng)時間小于0.3s。
1.4
智能性指標分析
要求所設(shè)計的系統(tǒng)具有一定的智能性，其中包括系統(tǒng)自檢功能，故障嘗試自修復(fù)功能，故障保護功能，自動循跡---焊縫功能。
1.5
可擴展性指標分析
系統(tǒng)應(yīng)該留有一定的對外接口，以滿足系統(tǒng)在線編程或離線編程，隨著internet技術(shù)的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，要求系統(tǒng)需要留有特定的接口模塊。系統(tǒng)必須具備可升級性，以滿足不同應(yīng)用場合的重新組裝和升級。
1.6
應(yīng)用指標
整個系統(tǒng)為220v市電系統(tǒng)，在---系統(tǒng)正工作的前提下，功率應(yīng)盡量減小。控制---系統(tǒng)部分體積為25x25x25cm，電源管理部分由于其功耗相對較大，為了避免其對弱電系統(tǒng)的影響，對電源部分進行單獨包裝，設(shè)定為25x25x25cm，并且配置散熱風(fēng)扇。
1.7
環(huán)境要求
在使用過程中噪聲不能大于40db，整個系統(tǒng)對市電網(wǎng)絡(luò)和周圍環(huán)境不存在電磁干擾，電磁兼容性必須控制在---范圍之內(nèi)，無---的電磁輻射性，工作時對焊槍的強光部分做簡單的屏蔽。系統(tǒng)不具有防水性，防塵等級ip5級，工作環(huán)境為90攝氏度以下，負15攝氏度以上。
1.8
裝配指標分析
整個系統(tǒng)的裝配精度只要是十字滑架的精度要求，其裝配精度必須控制在0.1mm以內(nèi)。
2
總體設(shè)計方案
如圖1所示，角鐵法蘭自動焊接機為系統(tǒng)的總設(shè)計方案和模塊圖，整個系統(tǒng)可以分為9個主要的模塊，系統(tǒng)的工作思路為：
圖 1 總設(shè)計方案和模塊圖
總系統(tǒng)上電，啟動工作環(huán)境檢測系統(tǒng)，檢測當(dāng)前主控平臺的環(huán)境濕度，和溫度，如果不符合工作環(huán)境要求，嘗試進行自動調(diào)節(jié)，若調(diào)節(jié)依然無效，則系統(tǒng)報警，并自動關(guān)閉；環(huán)境檢測符合要求后，dsp主控系統(tǒng)啟動，先完成自檢功能，如果發(fā)現(xiàn)某些模塊處于無法就緒狀態(tài)，系統(tǒng)嘗試軟件自動修復(fù)，如果修復(fù)不成功，則系統(tǒng)自動重啟，如果重啟后，依然無法解決問題，系統(tǒng)進行報警動作；系統(tǒng)初始化后，通過零點尋位傳感器查找初始零位，尋零結(jié)束后，進行坐標變換，將零位傳感器的坐標變換為焊槍的坐標，此時系統(tǒng)進入到正常工作模式；用dsp通過pwm控制步進電機，完成十字滑架的移動，并控制弧焊電源和送絲機構(gòu)進行焊接；在焊接開始之后，旋轉(zhuǎn)電弧傳感器檢測電弧電壓信息，通過dsp轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位移信息，并進行位移量的反饋，構(gòu)成整個控制系統(tǒng)的閉環(huán)工作模式；于此同時，系統(tǒng)配備的各種傳感器也處于監(jiān)視運行狀態(tài)，包括機械限位保護，電源過壓過流保護，系統(tǒng)過熱過濕保護。
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元晟自動化科技--角鋼自動生產(chǎn)設(shè)備率
1．應(yīng)根據(jù)工件技術(shù)條件，選用合理的焊接工藝(焊條、焊接電流和暫載率)，不允許超負載使用，并應(yīng)盡量采用無載停電裝置。不準采用大電流施焊，不準用電焊機進行金屬切割作業(yè)。
2．在載荷施焊中焊機溫升不應(yīng)超過---60℃、b級80℃，否則應(yīng)停機降溫后，再進行焊接。
3．電焊機工作場地應(yīng)保持干燥、通風(fēng)---。移動電焊機時，應(yīng)切斷電源，不得用拖拉電纜的方法移動焊機，如焊接中突然停電，應(yīng)切斷電源。
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1.焊接預(yù)熱焊件時，應(yīng)設(shè)擋板隔離焊件發(fā)出的輻射熱。
2.高空焊接或切割時，必須掛好安全帶，焊件周圍和下方應(yīng)采取防火措施并有專人監(jiān)護。
3.電焊線通過道路時，必須架高或穿入防護管內(nèi)埋設(shè)在地下，如通過軌道時，必須從軌道下面穿過。
4.接地線及手把線都不得搭在易燃、易爆和帶有熱源的物品上，接地線不得接在管道、機床設(shè)備和建筑物金屬構(gòu)架或軌道上，接地電阻不大于4ω。
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是焊絲從對口間隙伸入管內(nèi)，電弧在管外坡口上燃燒，焊絲在管內(nèi)熔化，整個焊接過程分段進行。
該操作方法有兩個優(yōu)點：
一是打底縫背面均勻地略為凸起，仰焊部分不會出現(xiàn)內(nèi)凹；
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焊機集清洗、干燥、焊接硅片與一體，全自動完成整個焊接過程。同時，自動串焊機還具備自動剔除破損電池片，根據(jù)需要設(shè)置電池片間距、單串電池片數(shù)量和焊接溫度等功能，有效避免了人為熟練程度差異導(dǎo)致的助焊劑涂布不均勻，焊臺溫度控制不穩(wěn)等問題，降低了---焊接的比率。并且，焊機焊接速度快也沒有手工焊接帶來的不均勻現(xiàn)象，從而---提高了生產(chǎn)效率也降低了后期因---焊接導(dǎo)致的功率---問題發(fā)生率。
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