專利名稱：：全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種焊接自動化
技術(shù)領(lǐng)域：
的方法，具體涉及的是一種全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法。
背景技術(shù)：
：銷釘焊接是鍋爐、壓力容器生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序。目前，銷釘焊接主要采用手槍式螺柱焊接機(jī)，由工人手工完成。這種焊接方法優(yōu)點(diǎn)是靈活性高，缺點(diǎn)是焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，不能用于大批量生產(chǎn)。如鋼管銷釘焊接工藝要求圓管上焊接多排直徑銷釘，每排34個(gè)銷釘，每個(gè)銷釘沿鋼管軸向直線度誤差小于土0.15mm，lm內(nèi)兩排銷釘沿鋼管軸向直線度誤差小于0.5鵬，每排銷釘?shù)膹较蛘`差小于±0.25°。如此高精度、高密度的焊接，手工是不可能完成的?，F(xiàn)有全自動單管銷釘焊接機(jī)，機(jī)械成型的單管銷釘焊接機(jī)包括焊接機(jī)床身用以承載鋼管進(jìn)行水平運(yùn)動，由交流伺服電機(jī)驅(qū)動；主動進(jìn)給機(jī)構(gòu)和從動進(jìn)給機(jī)構(gòu)，通過交流伺服電機(jī)驅(qū)動，夾持鋼管工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；焊接操作機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩把焊槍的焊接工作；兩套振動鍋，用以完成兩把焊槍的自動送釘工作。PLC可編程控制器用以控制自動單管焊接?？删庉嬘|摸屏連接PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，接受實(shí)時(shí)反饋。上位計(jì)算機(jī)編寫程序用以調(diào)試修改PLC程序以及修改可編輯觸摸屏的操作界面。從上述技術(shù)要求計(jì)算，每根鋼管平均需要焊接2000個(gè)銷釘，上述焊接機(jī)實(shí)現(xiàn)了自動焊接技術(shù)，但是大規(guī)模信息量的輸入也是一大問題。另一方面，焊接車間的環(huán)境惡劣，技術(shù)參數(shù)、焊接數(shù)據(jù)的輸入和焊接操作難以同時(shí)進(jìn)行，現(xiàn)階段正缺少一個(gè)靈活可靠的輸入及操作方式，能夠?qū)崿F(xiàn)離線以及在線的數(shù)據(jù)編輯。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利"T型管自動焊接機(jī)"(專利申請?zhí)朇N200620147727.3)。該專利公開了一種用于T型管焊縫焊接的T型管自動焊接機(jī)，屬于焊接自動化
技術(shù)領(lǐng)域：
。它是在焊槍運(yùn)動機(jī)構(gòu)中設(shè)置了兩個(gè)相互正交的機(jī)械凸輪，焊槍的旋轉(zhuǎn)由一臺伺服電機(jī)驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)了焊槍相對于T型管焊縫的三維差補(bǔ)運(yùn)動。整機(jī)采用PLC控制，通過按鈕和顯示面板進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)輸入方式比較繁復(fù)，操作困難，反饋不及時(shí)。另外在暫停和恢復(fù)功能上有一定欠缺。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，將大規(guī)模的銷釘焊接參數(shù)轉(zhuǎn)換為少量的數(shù)據(jù)輸入，可在線或離線的進(jìn)行指定格式的數(shù)據(jù)輸入，可以全自動的完成大規(guī)模單管銷釘焊接的生產(chǎn)任務(wù)；自動焊接過程中可以及時(shí)暫停或恢復(fù)生產(chǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟A.通過觸摸屏輸入截面數(shù)據(jù)并存儲。將大規(guī)模的銷釘焊接參數(shù)轉(zhuǎn)換為少量的數(shù)據(jù)輸入，是一種簡化輸入的方法，由于銷釘焊接中銷釘?shù)暮附訑?shù)量較多，每個(gè)銷釘?shù)臄?shù)據(jù)包括X軸坐標(biāo)、截面坐標(biāo)、焊槍序號。若按照該數(shù)據(jù)格式輸入，那么每根鋼管焊接之前的輸入及校對工作平均耗時(shí)一個(gè)小時(shí)。本發(fā)明的控制方法將大規(guī)模數(shù)據(jù)簡化為少量數(shù)據(jù)的輸入，截面數(shù)據(jù)輸入按照截面方案序號、奇數(shù)圈釘數(shù)、奇數(shù)圈釘角度坐標(biāo)、偶數(shù)圈釘數(shù)、偶數(shù)圈釘角度坐標(biāo)的順序輸入。輸入方式采用在線或離線方式。B.在截面數(shù)據(jù)存儲完畢后，通過觸摸屏輸入單管焊接數(shù)據(jù)并存儲，單管焊接數(shù)據(jù)輸入依照如下順序槍間距、段數(shù)、起始點(diǎn)坐標(biāo)、段長度、釘間距、截面方案序號。另外本發(fā)明提供了在線或離線的進(jìn)行指定格式的數(shù)據(jù)輸入方式，方便了工藝部門的操作，離線數(shù)據(jù)輸入使得工藝參數(shù)的輸入可以遠(yuǎn)離惡劣的車間環(huán)境，在線數(shù)據(jù)輸入又能使操作工在現(xiàn)場進(jìn)行及時(shí)的數(shù)據(jù)校對及修改。C.采用PLC可編程控制器將已存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對截面數(shù)據(jù)和單管焊接數(shù)據(jù)處理，生成2000個(gè)銷釘?shù)木唧w坐標(biāo)和所需焊槍數(shù)。D.全自動的完成大規(guī)模單管銷釘焊接的生產(chǎn)任務(wù)。調(diào)用已生成的2000個(gè)銷釘坐標(biāo)及所需焊槍數(shù)，以兩把焊槍同時(shí)焊接的最高速度進(jìn)行焊接，用最快速度完成一根鋼管焊接的工作。自動焊接過程中可以及時(shí)暫?；蚧謴?fù)生產(chǎn)，操作反應(yīng)時(shí)間在0.Olsec之內(nèi)。暫?；謴?fù)后不影響坐標(biāo)定位，無需重定位。如步驟A所述截面數(shù)據(jù)輸入，通過觸摸屏編輯實(shí)現(xiàn)。觸摸屏可以通過屏幕操作輸入截面數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以通過存儲卡離線編輯數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過確認(rèn)可以直接存儲到PLC可編程控制器的數(shù)據(jù)內(nèi)存空間中。設(shè)定的截面數(shù)據(jù)的輸入格式如下表一<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>角度坐標(biāo)個(gè)數(shù)預(yù)留為9個(gè)，空余時(shí)以O(shè)補(bǔ)足。角度坐標(biāo)的輸入順序即為焊接單圈截面時(shí)的焊接順序，為了提高焊接效率，在數(shù)據(jù)輸入時(shí)按照最優(yōu)路徑安排截面銷釘?shù)捻樞?。若焊接截面?shù)據(jù)為奇數(shù)圈釘坐標(biāo)為0.036.072.0偶數(shù)圈釘坐標(biāo)為18.054.0為提高效率在錄入時(shí)改變輸入順序-表二<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>通過這種數(shù)據(jù)輸入方式可以將每根管2000個(gè)銷釘?shù)暮附訑?shù)據(jù)化簡為20-30個(gè)數(shù)據(jù)，使焊接數(shù)據(jù)的輸入工作靈活方便可靠。所述步驟A數(shù)據(jù)輸入亦可通過離線的文件操作方式輸入。上述的文件操作是將離線編輯的參數(shù)與觸摸屏進(jìn)行交換，存儲媒介是存儲卡與觸摸屏，與PLC無關(guān)，存儲類型是*.csv文件，文件存儲格式是每行21個(gè)數(shù)據(jù)表示一個(gè)截面方案，離線編輯時(shí)應(yīng)一一對應(yīng)輸入，空余位置以0代替。一個(gè)文件可以保存一個(gè)截面方案(單行)，也能保存多個(gè)截面方案(多行)。文件離線編輯時(shí)將已有csv文件進(jìn)行修改后保存，不能新建文件保存為csv格式或?qū)⒁延形募泶鏋椋@樣會使文件格式無效。如步驟B所述單管焊接數(shù)據(jù)輸入，通過觸摸屏操作實(shí)現(xiàn)。觸摸屏可以通過屏幕操作輸入單管焊接數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以通過存儲卡離線編輯數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)。輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過確認(rèn)可以直接存儲到PLC可編程控制器的數(shù)據(jù)內(nèi)存空間中。現(xiàn)規(guī)定單管焊接數(shù)據(jù)輸入格式如下表三<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>Si的編輯前提是Si所指的圓界面焊接方式己經(jīng)被錄入PLC所述步驟B數(shù)據(jù)輸入亦可通過離線的文件操作方式輸入。上述的文件操作是將離線編輯的數(shù)據(jù)與觸摸屏進(jìn)行交換，存儲媒介是SD卡與觸摸屏，與PLC無關(guān)，存儲類型是^csv文件，文件存儲格式是每行22個(gè)數(shù)據(jù)表示一個(gè)焊接任務(wù)，離線編輯時(shí)應(yīng)一一對應(yīng)輸入，空余位置以0代替。一個(gè)文件可以保存一個(gè)焊接任務(wù)(單行)，也能保存多個(gè)焊接任務(wù)(多行)。文件離線編輯時(shí)要將已有csv文件進(jìn)行修改后保存，不能新建文件保存為csv格式或?qū)⒁延形募泶鏋椋@樣會使文件格式無效。生成的銷釘焊接參數(shù)格式為焊槍距離DG，總銷釘數(shù)s，銷釘k的X軸向位置(k=ls)，銷釘k的A軸向位置(k=ls)，銷釘k所用的焊槍序號(k=ls)。所述PLC可編程控制器程序至少包括了以下程序段初始化，回零，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，獨(dú)立控制，單步，自動，故障顯示，安全性等。其中步驟C通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序段實(shí)現(xiàn)。步驟D通過自動程序段實(shí)現(xiàn)。所述初始化程序段，初始化設(shè)置了交流伺服電機(jī)回零和運(yùn)行的速度和加速度。PLC中速度加速度信息存放于連續(xù)數(shù)據(jù)存儲器中。以脈沖頻率表示速度，所用交流伺服電機(jī)最大可接收IOO萬赫茲的脈沖，即十六進(jìn)制的186A0。同時(shí)初始化程序段中復(fù)位了某些中間繼電器。所述回零程序段，舍棄了原有的回零函數(shù)，通過手動使X軸或旋轉(zhuǎn)軸以負(fù)向運(yùn)行，直到零位傳感器10口有信號時(shí)停止。由于PLC運(yùn)動控制模塊接收的傳感器信號比較敏感，通過這樣的設(shè)計(jì)可以避免現(xiàn)場環(huán)境對零位傳感器信號的干擾。所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序段。將觸摸屏輸入的少量數(shù)據(jù)，生成所有銷釘?shù)暮附訁?shù)(包括距離、角度和焊槍序號)并依次存儲。所述兩個(gè)數(shù)據(jù)格式間的轉(zhuǎn)換通過嵌套循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)。轉(zhuǎn)換過程中的難點(diǎn)是如何選擇焊槍。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序程序段包含了初始化、循環(huán)、讀取、存儲等流程。所述初始化模塊，賦值了數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)指針、存儲數(shù)據(jù)指針、X坐標(biāo)暫存器、截面坐標(biāo)暫存器等數(shù)據(jù)。利用嵌套的循環(huán)結(jié)構(gòu)依次對X坐標(biāo),截面坐標(biāo)、槍數(shù)進(jìn)行存儲，將20-30個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成2000個(gè)銷釘?shù)淖鴺?biāo)及槍數(shù)數(shù)據(jù)。其中，槍數(shù)判斷需要說明。所述兩把焊槍所焊同一種銷釘，為了提高工作效率，用兩把焊槍同時(shí)工作，但是焊槍距離有限，在某些情況下，第二把焊槍將超出焊接區(qū)域，所以判斷焊接時(shí)的槍數(shù)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。坐標(biāo)賦值時(shí)兩把焊槍統(tǒng)一用第一把焊槍的坐標(biāo)代替，而每次判斷焊槍數(shù)時(shí)，通過加入距離差量，判斷第二把焊槍是否在X段銷釘?shù)拈L度之外。循環(huán)結(jié)束時(shí)，2000個(gè)銷釘?shù)淖鴺?biāo)及焊槍數(shù)據(jù)依次存儲在PLC的內(nèi)存空間中。所述獨(dú)立控制程序段，定義了所有外部輸出。可以通過觸摸屏點(diǎn)按或者啟用觸摸屏的中間繼電器來實(shí)現(xiàn)對外部10口的輸出。所述單步程序段，實(shí)現(xiàn)了兩把焊槍單獨(dú)自動焊接一個(gè)銷釘?shù)倪^程。通過焊槍下降，放電，振動鍋送釘，振動鍋吹釘，焊槍壓釘，焊槍上升一系列動作完成一個(gè)銷釘?shù)暮附雍拖乱粋€(gè)銷釘?shù)难b夾。其中每個(gè)動作對應(yīng)上述獨(dú)立控制程序段的外部輸出，而每個(gè)動作間的時(shí)間間隔為可調(diào)參數(shù)。所述自動程序段，配合數(shù)據(jù)處理程序段和單步程序段實(shí)現(xiàn)自動焊接。通過讀取銷釘坐標(biāo)，讀取焊槍序號，伺服電機(jī)定位，單步焊接循環(huán)完成，在實(shí)際情況中，由于焊接動作接近，會導(dǎo)致氣流不足，電壓不足，所以在雙槍單步焊接的時(shí)候會將兩槍的動作分開，以一定時(shí)差運(yùn)行。時(shí)間間隔是由重復(fù)試驗(yàn)得出的最小時(shí)間差，為O.lsec，兩槍放電間隔在0.1秒以上，保證了銷釘焊接可靠。所述故障顯示程序段，對相應(yīng)的伺服電機(jī)報(bào)警做出指示燈顯示，還包括振動鍋缺釘，卡釘?shù)裙收系娘@示。實(shí)現(xiàn)方法是通過傳感器信號控制指示燈信號。所述安全性程序段，保證了焊接過程中的機(jī)器安全性。它禁止了一些情況的發(fā)生，如焊槍下降時(shí)禁止電機(jī)運(yùn)動，電機(jī)運(yùn)動時(shí)禁止焊接，暫停工作時(shí)禁止一切動作。如步驟D所述暫?；謴?fù)功能，通過低壓電路的開關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)；與觸摸屏無關(guān)。該方法大大減少了程序反應(yīng)時(shí)間(操作反應(yīng)時(shí)間平均為0.01sec)，和觸摸屏按鈕的暫停繼續(xù)相比，本發(fā)明的暫停和恢復(fù)功能更為及時(shí)有效。所述的暫停功能，暫停了焊接當(dāng)前除點(diǎn)擊運(yùn)行以外的一切動作，保證了當(dāng)前坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確性。所述的恢復(fù)功能，重復(fù)焊接了當(dāng)前位置的銷釘，減少了恢復(fù)后的銷釘狀態(tài)判斷。所述的重復(fù)焊接當(dāng)前位置的銷釘并不會引起硬件故障。本發(fā)明的控制方法使原先的全自動單管銷釘焊接機(jī)生產(chǎn)效率得到了極大的提高，具體表現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸入速度由原先的每小時(shí)一根鋼管提高到現(xiàn)在的每分鐘一根鋼管。本發(fā)明提供的離線數(shù)據(jù)輸入方式，使得數(shù)據(jù)輸入能在較為清潔安靜的環(huán)境中進(jìn)行，在線數(shù)據(jù)輸入方式，使得操作工能在場數(shù)據(jù)校對。該創(chuàng)新大大的提高了數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確度。本發(fā)明的控制方法提高了全自動的焊接效率，并且能夠及時(shí)的暫停和恢復(fù)生產(chǎn)，能在生產(chǎn)過稱中及時(shí)糾正錯(cuò)誤。采用本發(fā)明的控制方法，全自動單管銷釘焊接機(jī)能夠以平均每根鋼管45分鐘的焊接速度完成大規(guī)模生產(chǎn)任務(wù)。圖1為本發(fā)明涉及的單管銷釘焊接機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明涉及的控制系統(tǒng)連接示意圖；圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序流程圖4為本發(fā)明中自動焊接程序流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本實(shí)施例以北京巴威鍋爐廠公開銷售的全自動單管銷釘焊接機(jī)實(shí)施控制方法，鍋爐膜式壁的鋼管銷釘焊接工藝要求在長度68m、直徑037的圓管上每隔18mm焊接一排直徑①9.5隱的銷釘，每排34個(gè)銷釘，每個(gè)銷釘沿鋼管軸向直線度誤差小于土O.15mm，lm內(nèi)兩排銷釘沿鋼管軸向直線度誤差小于0.5mm，每排銷釘?shù)膹较蛘`差小于±0.25°。如圖1所示，為本實(shí)施例涉及的全自動單管銷釘焊接機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。焊接機(jī)床身1，用以承載鋼管進(jìn)行水平運(yùn)動，由交流伺服電機(jī)驅(qū)動。2，4分別為主動進(jìn)給機(jī)構(gòu)和從動進(jìn)給機(jī)構(gòu)，通過交流伺服電機(jī)驅(qū)動，夾持鋼管工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。3為焊接操作機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩把焊槍的焊接工作，其中兩把焊槍焊接同一種銷釘，起到提高焊接效率的作用。6為兩套振動鍋，用以完成兩把焊槍的自動送釘工作。7為焊接電源，給焊槍供電。8為待焊接銷釘?shù)匿摴芄ぜＨ鐖D2所示，為本實(shí)施例涉及的控制系統(tǒng)連接示意圖。其中，PLC可編程控制器，附加了兩個(gè)數(shù)字量信號輸入模塊與兩個(gè)數(shù)字量信號輸出模塊。該P(yáng)LC提供了32768個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器，用以存放焊接相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)；提供了4096個(gè)內(nèi)部定時(shí)器，用以進(jìn)行焊接計(jì)時(shí)；提供了若干中間繼電器及內(nèi)部10，用以輔助控制；提供了2路脈沖信號輸出，用以單獨(dú)控制兩個(gè)運(yùn)動軸；上述的32路數(shù)字量輸入，用以接收焊接過程中的狀態(tài)信息；上述的32路數(shù)字量輸出，用以控制電磁閥及其他相關(guān)電氣設(shè)備的開關(guān)。該可編程控制器的CPU單元在整套設(shè)備中起核心作用，相關(guān)設(shè)備信息如附圖2所示。其中，觸摸屏為基于只能操作系統(tǒng)的可編輯的，連接PLC的串行通信單元進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，接受實(shí)時(shí)反饋；其中，上位計(jì)算機(jī)編寫程序，與PLC的上位鏈接，連接過程中具備通信設(shè)定自動檢測功能，用以調(diào)試修改PLC程序，也可以對可編輯觸摸屏進(jìn)行編輯。本實(shí)施例按照以下步驟進(jìn)行A.通過觸摸屏輸入截面數(shù)據(jù)并存儲。通過屏幕操作輸入截面數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以通過存儲卡離線編輯數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)。角度坐標(biāo)個(gè)數(shù)預(yù)留為9個(gè)，空余時(shí)以0補(bǔ)足。角度坐標(biāo)的輸入順序即為焊接單圈截面時(shí)的焊接順序，為了提高焊接效率，在數(shù)據(jù)輸入時(shí)按照最優(yōu)路徑安排截面銷釘?shù)捻樞?。例如焊接截面?shù)據(jù)為奇數(shù)圈釘坐標(biāo)為0.036.072.0偶數(shù)圈釘坐標(biāo)為18.054.0為提高效率在錄入時(shí)改變輸入順序，奇數(shù)排銷釘坐標(biāo)為:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>偶數(shù)排銷釘坐標(biāo)為:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>通過這種數(shù)據(jù)輸入方式可以將每根管2000個(gè)銷釘?shù)暮附訑?shù)據(jù)化簡為20-30個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入亦可通過離線的文件操作方式輸入。上述的文件操作是將離線編輯的參數(shù)與觸摸屏進(jìn)行交換，存儲媒介是存儲卡與觸摸屏，與PLC無關(guān)，存儲類型是*.csv文件，文件存儲格式是每行21個(gè)數(shù)據(jù)表示一個(gè)截面方案，離線編輯時(shí)應(yīng)一一對應(yīng)輸入，空余位置以0代替。一個(gè)文件可以保存一個(gè)截面方案(單行)，也能保存多個(gè)截面方案(多行)。B.通過觸摸屏輸入單管焊接數(shù)據(jù)并存儲?？梢酝ㄟ^屏幕操作輸入單管焊接數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以通過存儲卡離線編輯數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)。上述的文件操作是將離線編輯的數(shù)據(jù)與觸摸屏進(jìn)行交換，存儲媒介是SD卡與觸摸屏，與PLC無關(guān)，存儲類型是*.csv文件，文件存儲格式是每行22個(gè)數(shù)據(jù)表示一個(gè)焊接任務(wù)，離線編輯時(shí)應(yīng)一一對應(yīng)輸入，空余位置以0代替。一個(gè)文件可以保存一個(gè)焊接任務(wù)(單行)，也能保存多個(gè)焊接任務(wù)(多行)。文件離線編輯時(shí)要將已有CSV文件進(jìn)行修改后保存，不能新建文件保存為csv格式或?qū)⒁延形募泶鏋?，這樣會使文件格式無效。生成的銷釘焊接參數(shù)格式為焊槍距離DG，總銷釘數(shù)s，銷釘k的X軸向位置(k=ls)，銷釘k的A軸向位置(k=ls)，銷釘k所用的焊槍序號(k=ls)。C.全自動的完成大規(guī)模單管銷釘焊接的生產(chǎn)任務(wù)。所述步驟C通過PLC可編程控制器程序?qū)崿F(xiàn)。所述PLC可編程控制器程序至少包括了以下程序段回零，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，單步，自動等程序段。所述回零程序段，舍棄了原有的回零函數(shù)，通過手動使X軸或旋轉(zhuǎn)軸以負(fù)向運(yùn)行，直到零位傳感器10口有信號時(shí)停止。由于PLC運(yùn)動控制模塊接收的傳感器信號比較敏感，通過這樣的設(shè)計(jì)可以避免現(xiàn)場環(huán)境對零位傳感器信號的干擾。如圖3所示為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序流程圖。將觸摸屏輸入的少量數(shù)據(jù)，生成所有銷釘?shù)暮附訁?shù)(包括距離、角度和焊槍序號)并依次存儲。將大規(guī)模的銷釘焊接參數(shù)轉(zhuǎn)換為少量的數(shù)據(jù)輸入，是一種簡化輸入的方法，由于銷釘焊接中銷釘?shù)暮附訑?shù)量較多，每個(gè)銷釘?shù)臄?shù)據(jù)包括X軸坐標(biāo)，截面坐標(biāo)，悍槍序號。若按照該數(shù)據(jù)格式輸入，那么每根鋼管焊接之前的輸入及校對工作平均耗時(shí)一個(gè)小時(shí)。如何簡化數(shù)據(jù)輸入方式成了提高效率的關(guān)鍵。本發(fā)明的控制方法將大規(guī)模數(shù)據(jù)簡化為少量數(shù)據(jù)的輸入，按照本發(fā)明規(guī)定的數(shù)據(jù)輸入格式，按照截面數(shù)據(jù)輸入，同樣可以完成全自動單管銷釘焊接工作。所述兩個(gè)數(shù)據(jù)格式間的轉(zhuǎn)換通過嵌套循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)。轉(zhuǎn)換過程中的難點(diǎn)是如何選擇焊槍。圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序流程圖。如圖所示開始程序后，進(jìn)入初始化模塊，賦值了相關(guān)參數(shù)，如數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)指針、存儲數(shù)據(jù)指針、x坐標(biāo)暫存器、截面坐標(biāo)暫存器等。利用循環(huán)體結(jié)構(gòu)依次讀X段起點(diǎn)、暫存X坐標(biāo)、存儲X坐標(biāo)、累加X坐標(biāo)，循環(huán)體在X坐標(biāo)為終點(diǎn)時(shí)停止，并結(jié)束。該循環(huán)體中嵌套子循環(huán)，內(nèi)容是讀截面坐標(biāo)、存截面坐標(biāo)、判斷第二把焊槍越位，如越位則賦值槍數(shù)l，否則賦值槍數(shù)2。該子循環(huán)的結(jié)束條件是截面數(shù)據(jù)完。上述工作將20-30個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成2000個(gè)銷釘?shù)淖鴺?biāo)及槍數(shù)數(shù)據(jù)。其中，槍數(shù)判斷需要說明。所述兩把焊槍所焊同一種銷釘，為了提高工作效率，用兩把焊槍同時(shí)工作，但是焊槍距離有限，在某些情況下，第二把焊槍將超出焊接區(qū)域，所以判斷焊接時(shí)的槍數(shù)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。如圖3所示，坐標(biāo)賦值時(shí)兩把焊槍統(tǒng)一用第一把焊槍的坐標(biāo)代替，而每次判斷焊槍數(shù)時(shí)，通過加入距離差量，判斷第二把焊槍是否在X段銷釘?shù)拈L度之外。循環(huán)結(jié)束時(shí)，2000個(gè)銷釘?shù)淖鴺?biāo)及焊槍數(shù)據(jù)依次存儲在PLC的內(nèi)存空間中。所述單步程序段，實(shí)現(xiàn)了兩把焊槍單獨(dú)自動焊接一個(gè)銷釘?shù)倪^程。通過焊槍下降，放電，振動鍋送釘，振動鍋吹釘，焊槍壓釘，焊槍上升一系列動作完成一個(gè)銷釘?shù)暮附雍拖乱粋€(gè)銷釘?shù)难b夾。間附圖4的右半部分。其中每個(gè)動作對應(yīng)上述獨(dú)立控制程序段的外部輸出，而每個(gè)動作間的時(shí)間間隔為可調(diào)參數(shù)。如圖4所示為自動焊接程序的流程圖。所述自動程序段，配合數(shù)據(jù)處理程序段和單步程序段實(shí)現(xiàn)自動焊接。開始程序段后，進(jìn)入初始化模塊，隨后進(jìn)入循環(huán)體，讀X坐標(biāo)、讀截面坐標(biāo)、運(yùn)動定位、讀焊槍數(shù)、判斷焊槍數(shù)，若焊槍數(shù)為l，則進(jìn)行單槍焊接，即依如下順序進(jìn)行單步動作單槍下降、單槍送釘、單槍吹釘、單槍壓釘、單槍放電、單槍上升。若焊槍數(shù)為2，則進(jìn)行雙槍動作，即雙槍下降、雙槍送釘、雙槍吹釘、雙槍壓釘、雙槍放電、雙槍上升。循環(huán)體的結(jié)束條件是打釘完成。在實(shí)際情況中，由于焊接動作接近，會導(dǎo)致氣流不足，電壓不足，所以在雙槍單步焊接的時(shí)候會將兩槍的動作分開，以一定時(shí)差運(yùn)行。時(shí)間間隔是由重復(fù)試驗(yàn)得出的最小時(shí)間差，為0.lsec，兩槍放電間隔在0.l秒以上，保證了銷釘焊接可靠。D.自動焊接過程中可以及時(shí)暫?；蚧謴?fù)生產(chǎn)，可以在自動焊接過程中及時(shí)暫停焊接工作，又能及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)，操作反應(yīng)時(shí)間在O.Olsec之內(nèi)。暫停恢復(fù)后不影響坐標(biāo)定位，無需重定位。暫停和恢復(fù)按鈕采用選擇開關(guān)實(shí)現(xiàn)，在自動程序段中采集開關(guān)信號的上升沿作為暫停，采集開關(guān)信號的下降沿作為恢復(fù)。該低壓電器的反應(yīng)時(shí)間與觸摸屏按鈕反應(yīng)時(shí)間相比快很多。所述暫停功能非常重要，它暫停了除點(diǎn)擊運(yùn)行以外的一切動作。實(shí)現(xiàn)方式是，將暫停信號常閉開關(guān)串聯(lián)于PLC自動程序段所有的程序語句前；而恢復(fù)功能則在自動程序段的循環(huán)體開始切入，如圖4所示。本實(shí)施例的數(shù)據(jù)輸入速度由原先的每小時(shí)一根鋼管提高到現(xiàn)在的每分鐘一根鋼管，提高了數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確度，全自動單管銷釘焊接機(jī)能夠以平均每根鋼管45分鐘的焊接速度完成大規(guī)模生產(chǎn)任務(wù)。權(quán)利要求1、一種全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟A.通過觸摸屏輸入截面數(shù)據(jù)并存儲，截面數(shù)據(jù)輸入按照截面方案序號、奇數(shù)圈釘數(shù)、奇數(shù)圈釘角度坐標(biāo)、偶數(shù)圈釘數(shù)、偶數(shù)圈釘角度坐標(biāo)的順序輸入，輸入方式采用在線或離線方式；B.在截面數(shù)據(jù)存儲完畢后，通過觸摸屏輸入單管焊接數(shù)據(jù)并存儲，單管焊接數(shù)據(jù)的輸入依照如下順序槍間距、段數(shù)、起始點(diǎn)坐標(biāo)、段長度、釘間距、截面方案序號，輸入方式采用在線或離線方式；C.采用PLC可編程控制器將已存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對截面數(shù)據(jù)和單管焊接數(shù)據(jù)處理，生成2000個(gè)銷釘?shù)木唧w坐標(biāo)和所需焊槍數(shù)；D.調(diào)用已生成的2000個(gè)銷釘坐標(biāo)及所需焊槍數(shù)，以兩把焊槍同時(shí)進(jìn)行焊接，完成一根鋼管焊接的工作，自動焊接過程中能及時(shí)暫?；蚧謴?fù)生產(chǎn)，操作反應(yīng)時(shí)間在0.01sec之內(nèi)。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，步驟A所述截面數(shù)據(jù)輸入通過觸摸屏編輯實(shí)現(xiàn)，觸摸屏通過屏幕操作輸入截面數(shù)據(jù)，或者同時(shí)通過存儲卡離線編輯數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)，輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過確認(rèn)直接存儲到PLC可編程控制器的數(shù)據(jù)內(nèi)存空間中，其中角度坐標(biāo)個(gè)數(shù)預(yù)留為9個(gè)，空余時(shí)以O(shè)補(bǔ)足，角度坐標(biāo)的輸入順序即為焊接單圈截面時(shí)的焊接順序，在數(shù)據(jù)輸入時(shí)按照最優(yōu)路徑安排截面銷釘?shù)捻樞颉?、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，步驟A所述截面數(shù)據(jù)輸入的離線方式是指通過離線的文件操作方式輸入，文件操作是將離線編輯的參數(shù)與觸摸屏進(jìn)行交換，存儲媒介是存儲卡與觸摸屏，存儲類型是tcsv文件，文件存儲格式是每行21個(gè)數(shù)據(jù)表示一個(gè)截面方案，離線編輯時(shí)應(yīng)一一對應(yīng)輸入，空余位置以O(shè)代替，一個(gè)文件保存一個(gè)截面方案或者保存多個(gè)截面方案。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，步驟B所述單管焊接數(shù)據(jù)輸入通過觸摸屏操作實(shí)現(xiàn)，觸摸屏通過屏幕操作輸入單管焊接數(shù)據(jù)，或者同時(shí)通過存儲卡離線編輯數(shù)據(jù)文件輸入數(shù)據(jù)，輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過確認(rèn)直接存儲到PLC可編程控制器的數(shù)據(jù)內(nèi)存空間中。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，步驟B所述數(shù)據(jù)輸入的離線方式是指通過離線的文件操作方式輸入，上述的文件操作是將離線編輯的數(shù)據(jù)與觸摸屏進(jìn)行交換，存儲媒介是SD卡與觸摸屏，存儲類型是*.csv文件，文件存儲格式是每行22個(gè)數(shù)據(jù)表示一個(gè)焊接任務(wù)，離線編輯時(shí)應(yīng)一一對應(yīng)輸入，空余位置以0代替，一個(gè)文件保存一個(gè)焊接任務(wù)或者多個(gè)焊接任務(wù)，文件離線編輯時(shí)將已有csv文件進(jìn)行修改后保存，生成的銷釘焊接參數(shù)格式為焊槍距離DG，總銷釘數(shù)s，銷釘k的X軸向位置，銷釘k的A軸向位置，銷釘k所用的焊槍序號，其中l(wèi)^ls。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，所述PLC可編程控制器至少包括了以下程序段初始化，回零，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，獨(dú)立控制，單步，自動，故障顯示，安全性，其中步驟C通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序段實(shí)現(xiàn)，步驟D通過自動程序段實(shí)現(xiàn)，具體如下所述初始化程序段，初始化設(shè)置了交流伺服電機(jī)回零和運(yùn)行的速度和加速度，PLC可編程控制器中速度加速度信息存放于連續(xù)數(shù)據(jù)存儲器中，以脈沖頻率表示速度，所用交流伺服電機(jī)最大可接收100萬赫茲的脈沖，即十六進(jìn)制的186A0，同時(shí)初始化程序段中復(fù)位了某些中間繼電器；所述回零程序段，舍棄了原有的回零函數(shù)，通過手動使X軸或旋轉(zhuǎn)軸以負(fù)向運(yùn)行，直到零位傳感器10口有信號時(shí)停止；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序段，將觸摸屏輸入的少量數(shù)據(jù)，生成所有銷釘?shù)暮附訁?shù)包括距離、角度和焊槍序號，并依次存儲；所述獨(dú)立控制程序段，定義了所有外部輸出，通過觸摸屏點(diǎn)按或者啟用觸摸屏的中間繼電器來實(shí)現(xiàn)對外部10口的輸出；所述單步程序段，實(shí)現(xiàn)了兩把焊槍單獨(dú)自動焊接一個(gè)銷釘?shù)倪^程，通過焊槍下降、放電、振動鍋送釘、振動鍋吹釘、焊槍壓釘、焊槍上升一系列動作完成一個(gè)銷釘?shù)暮附雍拖乱粋€(gè)銷釘?shù)难b夾，其中每個(gè)動作對應(yīng)上述獨(dú)立控制程序段的外部輸出，而每個(gè)動作間的時(shí)間間隔為可調(diào)參數(shù)；所述自動程序段，配合數(shù)據(jù)處理程序段和單步程序段實(shí)現(xiàn)自動焊接，通過讀取銷釘坐標(biāo)，讀取焊槍序號，伺服電機(jī)定位，單步焊接循環(huán)完成，兩焊槍放電間隔在O.1秒以上；所述故障顯示程序段，對相應(yīng)的伺服電機(jī)報(bào)警做出指示燈顯示，還包括振動鍋缺釘，卡釘故障的顯示，并通過傳感器信號控制指示燈信號；所述安全性程序段，禁止了一些情況的發(fā)生，包括焊槍下降時(shí)禁止電機(jī)運(yùn)動，電機(jī)運(yùn)動時(shí)禁止焊接，暫停工作時(shí)禁止一切動作。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序段包含了初始化、循環(huán)、讀取、存儲流程，其中的初始化賦值了數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)指針、存儲數(shù)據(jù)指針、X坐標(biāo)暫存器、截面坐標(biāo)暫存器數(shù)據(jù)，利用嵌套的循環(huán)結(jié)構(gòu)依次對X坐標(biāo)、截面坐標(biāo)、槍數(shù)進(jìn)行存儲，將20-30個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成2000個(gè)銷釘?shù)淖鴺?biāo)及槍數(shù)數(shù)據(jù)，其中，坐標(biāo)賦值時(shí)兩把焊槍統(tǒng)一用第一把焊槍的坐標(biāo)代替，而每次判斷焊槍數(shù)時(shí)，通過加入距離差量，判斷第二把焊槍是否在X段銷釘?shù)拈L度之外，循環(huán)結(jié)束時(shí)，2000個(gè)銷釘?shù)淖鴺?biāo)及焊槍數(shù)據(jù)依次存儲在PLC可編程控制器的內(nèi)存空間中。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，其特征是，步驟D所述暫?；蚧謴?fù)，是指暫停除點(diǎn)擊運(yùn)行以外的一切動作，實(shí)現(xiàn)方式是將暫停信號常閉開關(guān)串聯(lián)于PLC可編程控制器自動程序段所有的程序語句前；而恢復(fù)則在自動程序段的循環(huán)體開始切入。全文摘要本發(fā)明涉及一種焊接自動化
技術(shù)領(lǐng)域：
的全自動單管銷釘焊接機(jī)的控制方法，步驟為A.通過觸摸屏截面數(shù)據(jù)輸入按照截面方案序號、奇數(shù)圈釘數(shù)、奇數(shù)圈釘角度坐標(biāo)、偶數(shù)圈釘數(shù)、偶數(shù)圈釘角度坐標(biāo)的順序輸入；B.通過觸摸屏輸入單管焊接數(shù)據(jù)并存儲，單管焊接數(shù)據(jù)的輸入依照如下順序槍間距、段數(shù)、起始點(diǎn)坐標(biāo)、段長度、釘間距、截面方案序號，C.采用PLC可編程控制器將已存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對截面數(shù)據(jù)和單管焊接數(shù)據(jù)處理，生成2000個(gè)銷釘?shù)木唧w坐標(biāo)和所需焊槍數(shù)；D.調(diào)用已生成的2000個(gè)銷釘坐標(biāo)及所需焊槍數(shù)進(jìn)行焊接。本發(fā)明使焊接操作方式方便可靠，可以高效、穩(wěn)定的完成大規(guī)模單管銷釘焊接的生產(chǎn)任務(wù)。文檔編號G05B19/18GK101436055SQ20081020777公開日2009年5月20日申請日期2008年12月25日優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日發(fā)明者何雪縈,馮愷侃,劉品寬,業(yè)方,董澤光申請人:上海交通大學(xué)