Cистема коррекции положения сварочной горелки при роботизированной дуговой сварке Опции Поделиться

[KVZ]

Одна из проблем автоматической сварки, включая и сварку промышленными роботами, – отклонение сварочной горелки от запрограммированной линии стыка. Происходит это из-за разброса по различным причинам геометрических параметров заготовок свариваемых деталей.
Для решения подобных задач применяются специальные системы слежения за линией стыка в ходе сварки детали. Существует несколько систем слежения различающихся по количеству координат и типам используемых датчиков.
Что касается роботизированной сварки, то самым простым и эффективным способом слежения за линией стыка является система коррекции сварочного шва по значениям тока и напряжения сварочной дуги. Такие выходы имеются практически на каждом сварочном источнике дуговой сварки для сварочных роботов и манипуляторов. Как правило, в целях универсализации подключения к различным типам систем управления роботами, данные выходы представлены в сварочных источниках в виде аналоговых выходов (0-10 Вольт). При возникновении геометрических отклонений характеристической точки горелки от свариваемой заготовки происходит изменение длины дуги, что приводит, в свою очередь, к изменению сигналов на аналоговых выходах, пропорциональных изменению тока и напряжения дуги. Таким образом, можно косвенно измерить расстояние до линии стыка, пропорциональное длине дуги. Система выполняет коррекцию при сварке углового шва по двум координатам, характеризующим величину отклонения от запрограммированной траектории (по горизонтали и по вертикали).
Для реализации данной системы был использован сварочный источник фирмы и EWM и промышленный контроллер С10.
Сварочный источник в цепях питания дуги оснащен шунтом (или иным датчиком) для измерения тока дуги и резистивным делителем (или иным датчиком) для измерения напряжения дуги. Сигналы тока и напряжения дуги, после соответствующего нормированного преобразования передаются на аналоговые входы промышленного контроллера С10 (0-10 Вольт). Требования к промышленному роботу в данном случае сводятся , во-первых, к наличию у него контурного движения, во-вторых, к возможности активизации у него сенсорных функций (коррекции траектории по показаниям внешних датчиков).
Перемещение горелки происходит по траектории типа меандр. Меандр представляет собой маятниковое качание относительно линии стыка – движение, которое является наложенным на основное перемещение вдоль линии стыка. В процессе сварки горелка может находиться у правого или у левого края шва. Система перемещения горелки (в данном случае – промышленный робот) сообщает промышленному контроллеру С10 о своем положении через сигналы синхронизации. В соответствии с этими сигналами контроллер измеряет параметры дуги в момент положения сварочной головки у правого и у левого края. В случае углового шва - у правой или у левой плоскости. Разность этих токов дает направление (знак) и величину коэффициента коррекции по горизонтали.

Кгор=Iлев Uлев -Iправ Uправ

Коэффициент коррекции по высоте вычисляется по усредненному значению тока дуги и заданному значению тока дуги о т системы управления роботом.

Ккор=Iзад Uзад – Iдуги Uдуги

Эти два коэффициента передаются в систему управления перемещением сварочной головки (системе управления роботом) которая, в свою очередь, вычисляет степень коррекции и соответственно изменяет траекторию движения.
В случае использования сварочного источника, в котором отсутствует синергетическое регулирование, возможно измерение только тока и коррекция траектории робота будет выполняться по сигналам тока.
Таким образом, используя встроенные средства измерения тока и напряжения дуги в сварочном источнике, а также активировав сенсорные функции в системе управления роботом для on-line коррекции траектории по показаниям внешних датчиков, можно решить проблему адаптации робототехнического комплекса к разбросу геометрических параметров свариваемых заготовок при дуговой сварке.
Решение внедрено на двух роботизированных комплексах для сварки деталей большегрузных прицепов на территории РФ.