基于PLC控制的环形焊缝自动焊接系统

摘要

焊接作为传统制造业中重要的加工工艺，在工业生产中发挥着非常重要的作用。由于现代科学技术的飞速发展和诸多因素的推动，焊接制造工艺正经历着从手工焊接到自动焊接的过渡。将焊接过程采用自动化、数字化、智能化控制可以极大地提高焊接生产效率、改善焊接生产卫生及安全条件、稳定和保证焊接质量。所以自动化焊接是当前焊接领域的发展方向，也是焊接技术发展的必然趋势。
　　 本课题基于区域经济发展对自动化焊接人才的需求，结合简体环形焊缝的焊接生产现状及发展需要，在通用的埋弧焊焊接设备的基础上对其进行自动化改造，利用PLC对焊接过程进行有效控制，从而达到焊接过程的自动化控制。
　　 论文共分为六个主要部分。
　　 第一部分叙述了自动化焊接在国内外的发展现状，阐述了自动化焊接区域经济发展中的必要性;结合焊接生产企业实际需求分析说明了本课题所要研究的目的及内容;
　　 第二部分重点分析了课题选用的环形焊缝常规的焊接方法，通过各种方法的比较指出焊接生产企业在环形焊缝焊接时具体焊接方法的应用，阐述了课题选用埋弧焊焊接环形焊缝的原因，并简单介绍环形焊缝在埋弧焊焊接时的工艺参数等基础知识;
　　 第三部分是针对环形焊缝PLC控制系统开发的硬件条件对通用的埋弧焊焊接设备的分析说明，介绍了埋弧焊通用设备的参数，并针对环形焊缝的自动焊接分析说明通用埋弧焊设备在焊接简体环形焊缝时的不足，为系统开发打下基础;
　　 第四部分是具体的PLC控制系统设计，首先阐述控制对象的基本工艺需求，然后从硬件方面对系统所需要增加的焊接辅助设备做了简单说明，最后根据焊接工艺需求及焊接过程利用PLC对整个焊接过程进行控制，从软件设计和硬件设计两方面编写与环形焊缝埋弧焊焊接过程相适应的PLC控制系统;
　　 第五部分是对所开发的环形焊缝PLC控制系统进行有效的模拟检验，并分析说明了实验结果。同时利用焊缝万能量规及超声波等手段对实验焊缝进行检验，以验证系统的有效性。
　　 第六部分是对整个控制系统的总结及展望，阐述在研究过程中的收获和不足，并简单的说明了系统开发的前景及下一阶段研究需要做的工作。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 焊接自动化在国内外的发展现状

1．1．2 焊接自动化的发展趋势

1．2 课题来源

第2章 环形焊缝及其焊接

2．1 环形焊缝

2．2 环形焊缝的焊接

2．2．1 环形焊缝常用的焊接方法

2．2．2 埋弧焊焊接环形焊缝时的焊接材料的选择

2．2．3 埋弧焊焊接环形焊缝时焊接工艺的基本需求

2．3 本章小结

第3章 环形焊缝自动焊接的设备分析

3．1 埋弧焊电源

3．2 埋弧焊操作机

3．3 埋弧焊焊接机头

3．4 HB-5变位机

3．5 基于环形焊缝对通用埋弧焊焊接设备的分析

3．6 本章小结

第4章 环形焊缝埋弧焊的PLC控制系统设计

4．1 对环形焊缝焊接工艺的基本需求

4．1．1 对环形焊缝的技术要求

4．1．2 埋弧焊基本焊接参数选择

4．1．3 备料工艺设计

4．1．4 焊接辅助设备

4．2 设备改造方案

4．2．1 环形焊缝工件定位用气动卡盘

4．2．2 环形焊缝工件支撑用焊接滚轮架

4．3 PLC控制系统的设计

4．3．1 PLC基本组成

4．3．2 PLC工作原理

4．3．3 PLC类型及其选型依据

4．3．4 PLC的标准化编程语言

4．3．5 确定控制要求和操作方式

4．3．6 系统硬件设计

4．3．7 系统软件设计

4．4 本章小结

第5章 环形焊缝自动焊接的PLC控制系统测试

5．1 系统稳定性测试

5．2 焊接质量检验

5．2．1 焊缝外观质量检验

5．2．2 焊缝内部质量检测

5．3 本章小结

第6章 总结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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