2。3 焊接系统的建立 9

2。3。1 焊接电源 9

2。3。2 十字滑架 10

2。3。3 伺服电机以及伺服驱动器 11

2。4 本章小结 13

第三章 基于PLC的电弧长度跟踪系统设计 14

3。1 系统硬件的设计 14

3。1。1 信号采集部分 14

3。1。2 控制部分 15

3。2 PLC的工作原理 17

3。2。1PLC的选型 17

3。2。2PLC程序编译软件 18

3。2。3 PLC电弧高度跟踪系统的设计 18

3。3 人机界面的设计 19

3。4 本章小结 20

第四章 TIG焊电弧高度跟踪控制试验及其分析 21

4。1 试验操作步骤及操作注意事项 21

4。2 焊接高度跟踪试验及分析 21

4。2。1 慢速碳钢的直流TIG焊的焊接高度跟踪试验及分析 22

4。2。2 快速碳钢的不规则工件直流TIG的焊接高度跟踪实验 25

4。2。3 直流TIG焊的焊接高度跟踪试验及分析 27

4。3 实验分析 28

4。4 本章小结 29

结论 30

致谢 31

参考文献 32

第一章  绪论

焊接技术在当今的机械制造技术中有着十分重要的地位。如今的机械制造技术突飞猛进，手工电弧焊焊接方法的效率低而且质量无法统一控制，不能满足现代化高精度产品制造高要求。因此，焊接制造也现在首要的任务就是保证焊接产品有稳定的质量同时提高焊接的生产效率。如何改善劳动环境以及减轻工人的劳动强度已成为迫在眉睫的要解决的问题。只提高焊接生产的自动化程度，才能行之有效的解决上述问题。焊接自动化的发展现如今发展迅速，并取得了显著成果，是因为电子计算机技术、数控技术、机器人技术以及控制理论的发展为其提供了技术基础。焊接自动化生产正是顺应了从21世纪以来，先进的机械制造技术的快速发展的要求[1]。焊接技术是一种包含许多其他学科的加工制造技术，典型的有光学、电学、热学以及力学方面的科技。电弧焊接时需要融化母材，需要较高的热输入，这就使焊接温度场的分布不均匀，会使焊接工件产生较大的热变形，从而在焊接时产生错边。为了克服热影响导致的错边对焊接的影响，现在有两种解决的方案。一种是进行夹具加紧固定，但是一般的夹具在较大热变形时作用不大，因此要特别精确的夹具用以维持精度。另一种方法是用传感技术对焊缝进行跟踪，经过一系列的实验发现，选用焊缝跟踪的方法比夹具固定的方法精确性更高，经济预算也更少[2] 。

1。1 本文研究的背景和目的

焊缝自动跟踪实现的前提是条件焊接传感技术[3]。经过多年来前人的研究焊接自动化技术，得出一个结论，确保焊接质量的最主要的前提条件就是确保焊接路径与焊缝重合。焊接自动化技术高速发展的今天，对焊缝的识别并且实现跟踪变得越来越重要。因为焊接质量会受到许多外界因素的影响，热输入过大产生的热变形，实际加工工件时产生的工件形状和尺寸误差，利用夹具固定的精度不能满足要求。基于这些影响因素，使得焊缝识别及自动跟踪成为世界焊接研究人员的研究重点 [4]。