焊接机器人网络控制系统构建

数字电焊机网络控制系统的设计与实现石王于樊 丁 谢新明 宋 健兰州理工大学,兰州,730050摘要:介绍了一种基于以太网的数字电焊机网络控制系统。

利用嵌入式网关结合单片机控制系统实现了数字电焊机的以太网接入,可以使作为现场生产单元的电焊机与目前基于以太网和T CP/IP 协议的企业信息系统无缝集成。

设计了网络电焊机管理系统,利用SQL Serv er 构建了基于Web 的焊接规范数据库和焊接生产过程监测数据库。

整个系统可以实现焊接规范参数数据库的维护、电焊机参数远程监控和焊接规范的远程设置与网络化管理。

关键词:网络电焊机;以太网;嵌入式网关;数据库中图分类号:T G431;T P242.2 文章编号:1004)132Ⅹ(2005)04)0324)04Design and Implementation of the Network Control System of Welding MachinesShi Yu Fan Ding Xie Xinm ing Song Jian Lanzho u Univer sity of Technolo gy,Lanzhou,730050Abstract :A netw ork contr ol system for w elding machine based on Ethernet w as described.The authors utilized the em bedded g atew ay co mbining w ith M CU control system to fulfill the w elding ma -chine connection w ith Ether net,w hich co uld integrate the w elding m achine w ith company inform ation system based on Ethernet and T CP/IP completely.And the author s,utilizing SQL Server softw are,designed the Net-w elding machine manag em ent system ,co nstructed the w elding standard database and w elding pro cess supervision database based on W eb.T he w hole system can fulfill the maintenance of w elding criterion database,the remo te superv ision of w elding m achine parameter s and the remote setup of w elding cr iterion and management based o n netw ork.Key words :netw ork controlled w elding m achine;Ethernet;em bedded g atew ay;database收稿日期:2004)05)18基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(ZS 022-A25-034)0 引言许多高性能M IG/M AG 电焊机应用于机器人焊接或专用焊接自动生产线,在这些应用中,焊接系统需要高效完成特定工件各个焊缝的焊接,这就要求焊接系统根据不同的焊缝快速自动的切换焊接规范。

机器人控制系统的设计与开发一、概述机器人控制系统是指对机器人进行控制和调节，以实现指定功能的一种技术。

随着科技的进步和应用的广泛，机器人已成为现代制造业的重点发展方向。

设计和开发高效、稳定的机器人控制系统是实现自动化生产、提高生产效率和质量的关键之一。

二、机器人控制系统的构成1. 机器人硬件平台：机器人硬件平台包括机器人本体、机械手臂、传感器和执行器等元件。

各元件之间需要通过专门的接口和传输介质相连，形成一个整体的机器人系统。

2. 控制器：控制器是指用于控制、监控机器人系统运动状态的一种设备。

控制器包括多个层次，从最底层的传感器采集、执行器控制，到上层的控制结构、运动规划、运动控制等。

控制器需要使机器人精准控制器运动，以达到预期的工作效果。

3. 控制算法：机器人控制系统中，控制算法是控制器的核心之一。

主要目标是通过运动规划、路径生成、动态控制和调试等方式，使机器人能按照给定任务要求进行工作。

目前机器人控制系统中，常用的算法有PID控制、模糊控制、神经网络控制、强化学习控制等。

4. 人机交互界面：人机交互界面是指人与机器人系统之间的接口，让操作人员能够与机器人进行交互和沟通。

人机交互界面包括控制台、触摸屏、语音识别和手势识别等设备，能够提高操作人员使用复杂机器人控制系统的效率和质量。

三、机器人控制系统的设计原则在机器人控制系统的设计工作中，需要遵循以下原则：1. 稳定性原则：机器人控制系统的设计需要保证系统稳定。

在控制器设计中，需要采用合适的控制算法实现精准控制，避免系统发生不稳定的情况。

2. 精度原则：机器人控制系统的设计需要保证系统精度。

在控制器设计中，需要对各种误差进行分析和校准，提供精确的运动控制和工作效果。

3. 可拓展性原则：机器人控制系统的设计需要具有良好的可拓展性。

在控制器设计中，需要基于现有的硬件和控制算法，考虑系统未来的需求和可拓展性。

4. 可维护性原则：机器人控制系统的设计需要具有良好的可维护性。

基于ABB机器人的焊接控制系统设计1. 引言焊接是制造业中常见的一种工艺，而自动化焊接系统能够提高生产效率和产品质量。

在自动化焊接系统中，机器人的运动控制是非常关键的一部分。

ABB机器人是一种常见的工业机器人品牌，具有稳定的性能和广泛的应用领域。

本文将基于ABB机器人，设计一个焊接控制系统，以实现自动化焊接过程的精确控制。

2. 系统架构设计2.1 硬件部分焊接控制系统的硬件部分主要包括ABB机器人、焊接设备、传感器和控制器。

其中，ABB机器人用于进行焊接操作，焊接设备用于提供焊接能量，传感器用于监测焊接过程中的参数，控制器用于控制整个系统的运行。

2.2 软件部分焊接控制系统的软件部分主要包括机器人控制软件、焊接参数设置软件和数据分析软件。

机器人控制软件用于控制机器人的运动，实现焊接操作。

焊接参数设置软件用于设置焊接过程中的参数，如焊接速度、焊接电流等。

数据分析软件用于分析焊接过程中的数据，评估焊接质量。

3. 系统功能设计3.1 焊接运动控制焊接运动控制是焊接控制系统的核心功能之一。

通过机器人控制软件，控制机器人的运动轨迹和速度，实现焊接操作。

根据焊接工艺要求，精确控制机器人的位置和姿态，确保焊接质量。

3.2 焊接参数设置焊接参数设置是焊接控制系统的重要功能之一。

通过焊接参数设置软件，设定焊接过程中的参数，如焊接速度、焊接电流等。

根据焊接工艺要求，合理设置参数，实现焊接过程的精确控制。

3.3 数据监测与分析数据监测与分析是焊接控制系统的关键功能之一。

通过传感器监测焊接过程中的参数，如焊接温度、焊接压力等，将数据实时传输到数据分析软件中。

数据分析软件对数据进行分析和处理，评估焊接质量，并提供报告和数据可视化结果。

4. 系统实现步骤4.1 硬件部署首先，将ABB机器人、焊接设备、传感器和控制器按照设计要求进行硬件部署。

确保每个硬件设备都能正常连接和通信。

4.2 软件安装和配置其次，安装机器人控制软件、焊接参数设置软件和数据分析软件。

焊接机器人控制系统设计与优化随着工业 4.0和人工智能的发展，焊接机器人在工业领域中的应用越来越广泛，其效率和精度也越来越高。

而焊接机器人的控制系统则是实现这一目标的关键，因此，设计和优化焊接机器人控制系统是非常关键的。

本文将介绍焊接机器人控制系统的设计和优化的相关知识，以帮助读者更好地理解和应用。

一、焊接机器人控制系统的构成焊接机器人控制系统主要包括机器人本体、控制器、传感器和软件等组成部分。

其中，机器人本体是实现焊接操作的主要部件，控制器则是控制机器人进行操作的重要组成部分，如何协调机器人本体和控制器之间的工作才能更好地实现焊接机器人的控制。

传感器则可以实现对机器人本体进行位置和状态的感知，从而实现更加精确的控制。

软件则提供了焊接机器人控制所需的算法和界面等。

二、焊接机器人控制系统的设计在设计焊接机器人控制系统时，需要考虑以下几个方面：1. 机器人的机械结构机器人的机械结构决定了它的自由度和操作范围。

因此，在设计控制系统时应该考虑机器人的结构参数，包括关节数目、极限范围等。

这样可以避免机器人出现运动受限的情况。

2. 控制器的选择控制器是焊接机器人控制系统中最重要的部分，它可以决定机器人的精度和可靠性。

因此，在选择控制器时应该考虑控制器的功能和性能，包括数字和模拟信号输入/输出、实时性、网络通讯等。

3. 开发算法开发控制算法是实现焊接机器人控制的核心。

这些算法包括焊接轨迹规划算法、动力学建模和控制算法。

在开发这些算法时，应该考虑机器人的结构和操作要求，并确定相应的参数。

4. 界面设计界面设计是指用户与机器人控制系统的交互方式。

它可以为用户提供操作和监测机器人的界面，帮助用户更好地控制机器人。

因此，在界面设计时应该考虑用户的需求，并制定相应的设计方案。

三、焊接机器人控制系统的优化1. 算法优化算法优化是指通过改进或优化算法来提高焊接机器人的控制精度和表现。

例如，可以通过改进轨迹规划算法来减少轨迹误差，从而提高焊接质量。

焊接机器人数据采集与管控系统发布时间：2022-09-12T00:46:51.546Z 来源：《科学与技术》2022年5月9期作者：孙理吴延成高向义姜荣[导读] 随着数字化焊接机器人进入工厂，采用传统人工监督的方式逐渐不能满足对设备的监控管理需求。

孙理吴延成高向义姜荣中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东省青岛市 266000摘要：随着数字化焊接机器人进入工厂，采用传统人工监督的方式逐渐不能满足对设备的监控管理需求。

一些采用“多机器人厂商、中小生产规模”为生产模式的企业，需要一个低成本、高适配性的平台，统一管理现场各种焊接机器人。

针对上述需求设计了机器人管控系统，系统可分为通信模块和设备管控模块。

关键词：焊接；机器人；数据采集；管控引言焊接机器人出现，不仅提升了焊接的精度及效能，也使焊接中对人体产生危害的电弧、烟尘得到了更好的控制。

通过分析焊接机器人应用的主要优势，了解焊接机器人技术的主要应用，为未来焊接机器人技术的应用与拓展，打下坚实的基础，更好的服务于我国的社会建设事业。

1焊接机器人数据采集与管控系统架构焊接机器人数据采集与管控系统由硬件和软件两部分组成，硬件主要包括现场的各个品牌的工业机器人、焊机、PLC、工控机和变位机等焊接系统相关设备，以及支持现场数据通信的各个采集计算机。

软件主要包括数据通信系统和机器人管控系统，实现数据通信、设备基本信息录入、历史生产数据回溯、实时状态监控、设备定期维护和通信模块更新等功能。

该系统的数据通信模块从不同品牌的焊接机器人通信接口不同等实际问题出发，针对不同的焊接工艺方式，首先提取出不同焊接工艺所共有的数据，例如焊接电流，并制定一份基础的传输协议。

该协议预留相应的数据位，用于存放不同品牌机器人或不同焊接方式特有的数据，例如激光焊接的离焦量。

将常用的机器人通信接口，例如OPCUA等，每个接口开发唯一的数据通信子程序，即所有采用OPCUA通信接口的机器人，采用相同的通信子程序。

基于PLC的焊接机器人控制系统设计扬州大学广陵学院本科生毕业设计毕业设计题目基于PLC的焊接机器人控制系统设计学生姓名专业班级指导教师完成日期摘要焊接机器人作为工业机器人应用的一个重要领域，对提高企业的工作效率、提升产品质量、降低企业的生产成本等方面都有着非常重要的意义。

根据焊接机器人的控制需要，设计了基于PLC的焊接机器人控制系统。

焊接机器人控制系统是焊接机器人的核心部分，它是机器人控制柜和主控制柜以及夹具操作台之间通讯的桥梁，它可控制伺服的启动、暂停、旋转速度等，从而控制夹具翻转；可控制机器人和夹具之间的联动，使焊接动作能够自动的运行，并且能实现任意的暂停再启动和紧急停止再启动。

系统经过调试，联系焊接样件可知，本课题所设计的控制系统能良好的运行，适应各种环境干扰，能够较为准确的沿着示教的轨迹进行焊接，而且焊接质量达到了产品的质量要求。

关键字：焊接机器人、控制系统、PLC、伺服控制AbstractWelding robot as an important field of industrial robot applications, to improve the efficiency of enterprises, improve product quality, reduce the production cost of enterprises have a very important significance. According to the control of welding robot, designed a welding robot control system based on PLC. Welding robot control system is the core part of the welding robot, it is a bridge of communication between the robot control cabinet and main control cabinet and the jig operation platform, it can control servo motor start, pause, such as rotation speed, so as to control the fixture turnover; can control the robot and the linkage between the clamp, welding operation can be run automatically, and can realize any pause and restart and emergency stop and restart. The system after the debugging, the contact welding sample, control system designed by this paper can run in good, adapt to various environment interference, can accurately along the teaching track welding, and welding quality meets the quality requirement of products.Key words:Welding robot、control system、PLC、servo control目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 焊接机器人的国内外研究现状 (1)1.3选题背景和意义 (2)1.4课题的主要研究内容 (3)第二章焊接机器人 (4)2.1 焊接机器人的组成 (4)2.2 焊接机器人的分类 (4)2.3 焊接机器人的常用控制方式 (7)2.4 焊接机器人的应用 (8)2.5 焊接机器人的发展趋势 (9)第三章控制系统 (10)3.1 伺服控制系统 (10)3.1.1 伺服控制系统的概述 (10)3.1.2 伺服控制系统的机构组成 (10)3.1.3 伺服控制系统的技术要求 (11)3.2 PLC控制系统 (11)3.2.1 PLC控制系统的概述及其特点 (11)3.2.2 PLC的基本结构及其分类 (13)3.2.3 PLC的型号选择 (20)3.2.4 PLC的性能指标与发展趋势 (24)3.2.5国内外PLC产品简介 (26)第四章硬件电路的设计 (28)4.1 PLC的选取 (28)4.2元器件的选择 (33)4.2.1断路器的选择 (33)4.2.2继电器的选择 (34)4.2.3 交流接触器的选取 (35)4.3 PLC的主控柜接线图 (37)第五章软件设计 (38)5.1 I/O的分配 (38)5.2 触摸屏的设计 (40)5.2.1 HMI的概述 (40)5.2.2 触摸屏画面的设计 (42)5.3 伺服控制 (47)5.4梯形图 (49)5.4.1程序梯形图见附录 (53)第六章系统安装与调试 (54)6.1引言 (54)6.2 焊接机器人的系统安装于调试 (54)6.2.1 焊接机器人的系统安装 (54)6.2.2 焊接机器人的调试 (54)6.3 机器人焊接实验 (55)6.3.1 焊接机器人的焊接实验 (55)6.3.2 焊接机器人实验及其结果分析 (58)6.4 小结 (59)第七章总结 (60)参考文献 (61)致谢 (62)第一章绪论1.1 引言焊接时一种将材料永久连接起来，成为具有给定功能的结构的制造技术。

焊接机器人运动控制系统作为焊接机器人的用户，为正确选择、合理使用并做到能常规维护焊接机器人，必须对焊接机器人的运动控制系统有一定层次的了解。

1.对机器人运动控制系统的一般要求机器人控制系统是机器人的重要组成部分，主要用于对机器人运动的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：1.1 记忆功能：存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息。

1.2 示教功能：离线编程、在线示教、间接示教。

在线示教包括示教盒和导引示教两种。

1.3 与外围设备联系功能：输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口。

1.4 坐标设置功能：有关节坐标系、绝对坐标系、工具坐标系和用户自定义四种坐标系。

1.5 人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。

1.6 传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。

1.7 位置伺服功能：机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等。

1.8 故障诊断安全保护功能：运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。

2 焊接机器人运动控制系统（硬件）的组成焊接机器人运动控制系统中的硬件（图4）一般包括：2.1 控制计算机。

控制系统的调度指挥机构。

一般为微型机，其微处理器有32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU；2.2 示教盒。

示教焊接机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作。

示教盒拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现人机信息交互； 2.3 操作面板。

由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作；2.4 硬盘和软盘存储器。

存储焊接机器人工作程序以及各种焊接工艺参数数据库的外围存储器；2.5 数字和模拟量输入输出。

各种状态和控制命令的输入或输出。

2.6 打印机接口。

记录需要输出的各种信息。

2.7 传感器接口。

用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。

对一般的点焊或弧焊机器人来说，控制系统中并不设置力觉、触觉和视觉传感器。

基于ABB机器人的焊接控制系统设计引言随着工业自动化的发展，机器人在焊接领域的应用越来越广泛。

ABB公司作为全球领先的机器人制造商，其机器人在焊接领域具有出色的性能和可靠性。

本文旨在设计一个基于ABB机器人的焊接控制系统，以提高焊接质量和效率。

系统架构基于ABB机器人的焊接控制系统主要由以下组件构成：1.ABB机器人：作为系统的核心，负责执行焊接任务。

ABB机器人具有高精度、高速度和高重复性的特点，适用于各种焊接应用。

2.控制器：控制器是连接ABB机器人和计算机的桥梁，负责将计算机发送的指令转化成机器人的动作。

ABB机器人通常配备有自家的控制器，使用ABB的控制系统可以有效地管理机器人的运动和状态。

3.计算机：计算机作为系统的主控制单元，负责编程和控制ABB机器人的工作。

通过计算机上的编程软件，用户可以对机器人进行程序编写、参数设置和监控。

4.传感器：为了实现更精确的焊接控制，系统还需要配备合适的传感器。

例如，可以使用视觉传感器来检测工件的位置和形状，从而实现自动对焊接点进行识别和定位。

系统功能基于ABB机器人的焊接控制系统具备以下几个主要功能：1.程序编写：系统允许用户通过编程软件编写焊接程序。

用户可以使用ABB提供的编程语言，如RAPID，来描述焊接路径和参数。

2.参数设置：用户可以根据具体的焊接要求，设置机器人的运动速度、焊接电流、焊接时间等参数。

系统提供了可视化的界面，使用户可以直观地进行参数设置。

3.运动控制：通过控制器和编程软件，系统可以精确控制机器人的运动轨迹和速度。

用户可以实时监控机器人的运动状态，并进行必要的调整。

4.焊接质量监控：系统可以配备焊接质量监控功能，通过传感器实时检测焊接质量指标，如焊接温度、焊缝质量等。

当焊接质量超出设定的阈值时，系统会自动报警并停止焊接。

5.数据记录和分析：系统可以记录焊接过程的相关数据，如焊接时间、电流、温度等，并提供数据分析功能。

通过数据分析，用户可以评估焊接结果的质量，并优化焊接参数和路径。