基于网络的管线全位置焊接控制系统

1.一种基于网络的管线全位置焊接控制系统，设有主控单元(4)，其特征在于：主控单元(4)通过现场总线分别与焊接电源(3)、手控盒(5)、运动控制系统主控单元(2)、焊车系统(1)中的焊枪摆动控制单元(14)、焊车行走控制单元(11)及焊枪高低控制单元(13)相联；焊车行走控制单元(11)与一检测焊车当前所处管道空间位置的倾角检测装置(12)相联；该主控单元(4)通过控制网络输出各个空间特征点的焊接参数，并通过控制网络与焊车系统(1)实现位置、速度和转矩等数据传输；同时，在两者之间传递配置参数、状态信息等非周期性数据；所有运动控制系统过程参数通过控制网络传递至主控单元(4)；焊车行走控制单元(11)插值计算出当前空间位置的焊接参数；焊接电源(3)计算出匹配的送丝速度并以该位置的焊接参数起弧焊接，以实现焊接工艺参数的连续变化。
2.根据权利要求1所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特征在于：所述主控单元(4)包括：工业控制计算机(41)、所有设定数值具有掉点保持的焊接数据库(42)及CAN数据采集卡，所有运动控制系统过程参数通过控制网络传递至主控单元(4)中的焊接数据库(42)。
3.根据权利要求1所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特征在于：所述焊枪高低控制单元(13)和焊枪摆动控制单元(14)的高低位置、摆动幅度和摆动速度由工业控制计算机(41)与焊车系统(1)通过控制网络实现设定；焊枪摆动控制单元(14)建立摆动坐标系下的绝对定位坐标，采用摆幅范围内的预设边界停车换向标志，实现系统的快速往返摆动运动。
4.根据权利要求1所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特征在于：所述手控盒(5)包括：远程控制盒无线接收器、远程控制盒无线发射器、现场总线子站及I/O模块，远程控制盒无线接收器与现场总线子站及I/O模块相联，焊枪摆动控制单元(14)的摆动幅度和摆动速度的偏移量摆动偏移量的调整通过手控盒(5)进行。
5.根据权利要求1所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特 征在于：所述运动控制系统主控单元(2)通过控制网络实现对焊车行走控制单元(11)中两台行走电机(16)、(18)及其传动机构的同步控制，并根据倾角检测装置(12)的信号输出和预设特征值进行插值计算，实现管线全位置起弧焊接控制。
6.根据权利要求1或5所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特征在于：所述焊车行走控制单元(11)采用主从式耦合控制算法，主电机(16)速度由工业控制计算机(41)与焊接数据库(42)设定，在焊接过程中紧密跟踪设定值，从行走电机(18)以主行走电机(16)的输出作为设定值，在运行过程中紧密跟踪主行走电机(16)，保持和主行走电机(16)的同步，同时，从行走电机(18)的反馈加入到主行走电机(16)回路，使得主行走电机(16)也可以在从行走电机(18)出现动态扰动时与从行走电机
(18)保持同步；倾角检测装置(12)接入行走伺服驱动器(17)的模拟量输入端口。
7.根据权利要求1、5或6所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特征在于：
所述倾角检测装置(12)为空间角度检测传感器。
8.根据权利要求1所述的基于网络的管线全位置焊接控制系统，其特征在于：所述焊接电源(3)与送丝系统之间通过RS-232串行接口相联接，焊接电源(3)通过控制网络接收焊接电流、电压等参数的设置，并利用其内部的焊接专家系统推算出送丝速度并设定送丝系统；同时，通过现场总线，工业控制计算机(41)能够读取焊接电源(3)内的所有焊接过程参数并存入焊接数据库(42)中，以备查询和数据挖掘。

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