第二十一章-焊接自动控制.pptx

焊工（技师、高级技师）第二十一章焊接自动控制第一节　焊接自动控制概述 了解自动控制基本概念，能够参与焊接自动控制方案的设计。第一节　焊接自动控制概述一、基本概念1.自动控制和自动系统(1)人工控制　这种控制是在人的直接参与下完成的，操作人员是整个控制系统的关键。(2)自动控制　在焊接过程中，为解决人工控制的局限性与生产要求的复杂性之间的矛盾，设计出依靠自动化仪表或控制装置，代替人的器官，模仿人工控制的过程，构成了自动控制系统，自动地对焊接过程进行控制，使之达到预期的状态或性能要求。(3)自动控制系统　自动控制系统一般由被控对象和控制装置两大部分组成。第一节　焊接自动控制概述1)自动控制系统按控制系统的基本结构分类：可分为开环控制系统和闭环控制系统。2)自动控制系统按输入量变化的规律分类：可分为恒值控制系统、随机控制系统、程序控制系统和计算机控制系统。2.自动控制系统的框图图21-1　自动控制系统框图第一节　焊接自动控制概述二、开环控制和闭环控制1.开环控制系统图21-2　开环控制系统框图2.闭环控制系统第一节　焊接自动控制概述图21-3　闭环控制系统框图第一节　焊接自动控制概述三、自动控制系统的性能指标1.对自动控制系统的一般要求(1)稳定性　如果一个系统由于给定值的变化，或者由于干扰的加入，使原来的平衡状态被破坏，输出量偏离设定值，则使系统进入动态过程。图21-?4　系统在阶跃信号作用下的响应曲线(2)快速性　快速性是对系统动态特性的要求，是衡量系统品质的一个重要指标。第一节　焊接自动控制概述(3)准确性　准确性是指在动态过程结束后，系统的实际输出量与设定的输出量之间的差值大小。2.自动控制系统的性能指标(1)动态性能指标1)上升时间tr　上升时间是衡量系统响应快慢的一个指标。2)最大超调量σp　在系统响应的动态过程中，输出量的最大值超过稳态值或给定值的百分数。3)调节时间(过渡过程时间)ts　ts是说明系统的惯性，反映了系统的反应速度。4)振荡次数n　它标志着系统动态过程的稳定性。第一节　焊接自动控制概述(2)稳态性能指标第二节　自动控制在焊接设备上的应用一、埋弧焊焊机晶闸管式送丝控制电路图21-5　晶闸管送丝控制电路二、晶闸管式气体保护焊焊机(NBC-K系列）第二节　自动控制在焊接设备上的应用1.缺相保护电路图21-?6　NBC-K系列缺相保护电路第二节　自动控制在焊接设备上的应用2.焊接结束时焊丝末端去球电路图21-7　NBC-K系列焊机焊丝末端去球电路第三节　焊接机器人一、工业机器人概述(1)第一代机器人　即目前广泛使用的，其功能是基于示教再现方式的焊接机器人，对周围环境的变化没有应变的能力，操作简便、不需要环境模型，示教时可修正机械结构带来的误差等。(2)第二代机器人　即在示教再现机器人上加感觉系统(如，视觉、力觉、触觉等)，使它对环境的变化具有适应能力，得益于焊接传感技术和离线偏程技术的不断改进，目前刚刚开始投入应用。第三节　焊接机器人(3)第三代机器人　它能理解人的命令、感知周围的环境、识别操作对象，本身装有多种传感器、接受作业指令后，能根据客观环境自行编程，并能规划操作顺序，以完成赋予的各项任务。第三节　焊接机器人1.焊接机器人按用途分类(1)弧焊机器人　在焊接过程中，弧焊机器人的基本功能有设定焊接条件(焊接电流、焊接电压、焊接速度等)；设定焊接引弧、灭弧条件、断弧检测及搭接功能；具有与焊机的通信功能；设定摆动功能和摆焊文件；具有坡口填充功能；焊接异常功能检测；焊接传感器的接口功能(检出起始焊点及进行焊缝跟踪)；与计算机及网络的接口功能等。第三节　焊接机器人(2)点焊机器人　在点焊过程中，点焊机器人的基本功能有与点焊机的接口通信功能；点焊机的作业空间大；点焊速度与生产线速度相匹配，能快速完成小节距的多点定位，并且定位准确；点焊机器人的持重大，以便携带装有变压器的点焊机焊钳；内存容量大、示教简单；点焊过程中、定位准确、确保点焊质量；具有离线接口功能等。2.焊接机器人按结构坐标系特点分类(1)直角坐标系　该类机器人在工作时，其工作轨迹(x、y、z)都是由直线运动构成的。第三节　焊接机器人(2)圆柱坐标系　该类机器人的水平臂可沿水平方向伸缩，并且可沿立柱上下升高和降低，还可在立柱上作360°旋转。表格(3)球坐标系　球坐标系机器人，采用同一码盘检测角位移，伸缩关节的线位移分辨率恒定，第三节　焊接机器人由于转动关节在操作器上的线位移分辨率是个变量，所以球坐标系机器人比直角坐标系机器人、圆柱坐标系机器人增加了控制系统的复杂性。(4)全关节型　该类全关节型机器人的结构，类似人类的腰部和手部，机器人在完成工作时的位置和姿态全部由关节的旋转运动来实现。表格第三节　焊接机器人3.焊接机器人按受控运动方式分类(1)连续轨迹控制型