環形焊縫自主焊接專機的人機界面控制系統的製作方法
2023-05-20 13:20:21
本發明涉及焊接智能控制技術領域，尤其涉及一種環形焊縫自主焊接專機的人機界面控制系統。
背景技術：
人機界面是指人操作plc的一個平臺，該平臺提供一個程序與人的接口，使用戶可以自由地組合按鈕、圖形、文字等來處理、監控、管理的多功能顯示屏幕；在工業控制領域，人機界面以其方便的人機互動功能，被廣泛使用在工業控制設備之中，人機界面和plc的控制系統更是得到了廣泛的應用。目前的焊接專機其主要產品為平尾轉軸與其他環焊縫產品，平尾轉軸的焊縫形式按照運動軌跡可分為規則的環焊縫，環焊縫主要為軸肩與轉軸的組焊，平尾轉軸的焊接採用多層多道焊接，不論是平尾轉軸還是其他環焊縫，其互動性差，導致實施效率低。
技術實現要素：
本發明所解決的技術問題在於提供一種環形焊縫自主焊接專機的人機界面控制系統，以解決上述背景技術中的缺點。
本發明所解決的技術問題採用以下技術方案來實現：
環形焊縫自主焊接專機的人機界面控制系統，包括觸控螢幕與控制器，控制器與觸控螢幕配套，通過修改控制系統參數對tig焊接電源進行控制，且焊接輔機與控制器連接，控制器與伺服電機連接，伺服電機與焊接輔機連接，通過控制器對自動填絲、焊槍擺動、弧長跟蹤等焊接輔機機構進行精確控制，並採用伺服電機執行；控制器提供兩種控制模式：一種手動焊接模式，另一種自動焊接模式，在手動焊接模式下，可單獨動作，調整方便、直觀、工件任一位置的焊接及補焊，在自動焊接模式下，所有動作按預設一次自動完成，操作簡便、快捷，自動化程度高；為使上述控制功能操作方便、簡單，在觸控螢幕上設置焊接操作界面，焊接操作界面包括主界面與多選項畫面，在主界面中能夠選擇進入的界面為操作界面、報警界面、手動界面、自動界面，同時還能夠對參數反饋、焊接信息和狀態信息實時進行監測和查看；參數反饋包括焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊接行程、擺動速度，焊接信息包括總層數、正焊接層、焊接故障代碼、管材直徑，狀態信號包括故障與安全運行信號；
在主界面中觸摸操作按鈕，進入操作界面，控制系統運行前，查看此界面，確定操作步驟，確保安全；
檢測報警界面，確認無報警信息後，進行下一步；
進入手動界面，切換在手動焊接模式下，獨立操作上下軸、前後軸、橫梁、變位機和焊槍擺動器使鎢極到起弧點，為高頻起弧做準備；
進入自動界面，切換在自動焊接模式下，點擊進入環縫界面和焊槍擺動器界面，設置參數；在環縫界面中，首先設置總層數、管材直徑，在根據總層數，設置相應層數的焊接工藝參數，輸入選定的job號、pro號，設置送絲速度和焊接速度；同時設置需要焊的多層環縫中每層的焊接工藝參數，退出環縫界面，返回自動界面；再點擊進入焊槍擺動器界面，設置左右停留時間、中間停留時間、自動擺速，同樣根據總層數，設置需要焊的多層環縫中每層的擺動參數，包括是否擺動、左擺幅、右擺幅，設置完參數後控制系統自動保存，再退出焊槍擺動器界面；
回到自動界面，參數均已設置，依次觸動層數清零-準備就緒-模擬焊接-啟動焊接，開啟模擬焊接模式，在按層數清零-準備就緒-啟動焊接後，開啟自動焊接模式，控制系統對環形多層多道焊縫開始焊接；焊接過程中，如有情況，需按下暫停按鈕，擺動器與變位機停止，隨後調用焊接電源收弧程序進行收弧；待問題解決後，觸動焊接重啟，控制系統執行未完成程序；若重新設定原點開始焊接，需按下層數清零，然後準備就緒-啟動焊接。
在本發明中，手動界面中，設置有對手動/自動進行切換的換向開關，可對手動和自動模式進行切換，可以對橫梁、變位機、前後軸、上下軸、擺動器獨立操作，同時可根據需要設置低速與高速；自動界面中，設置有對手動/自動進行切換的換向開關，可對總層數、正焊接層、管材直徑進行設置；從自動界面點擊焊接參數和焊槍擺動器界面按鈕，可進入其參數設置界面。
有益效果：本發明提供一種互動性強的人機界面，使本領域普通操作人員更易理解，通過在人機界面設置焊接參數和焊槍擺動參數，以滿足對環形焊縫多層多道焊接的應用需求，有效提高操作效率，同時也降低人工勞動強度。
附圖說明
圖1是本發明的較佳實施例的流程示意圖。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
環形焊縫自主焊接專機的人機界面控制系統，包括觸控螢幕與控制器，觸控螢幕又稱可編程終端，觸控螢幕不僅可以減少一臺plc的面板操作按鈕及其他操作部件，同時，對於同一臺設備加工不同工件時的程序選擇及程序中的參數修改便捷；本控制器為基於plc可編程控制器，與觸控螢幕配套，可通過修改參數，便於對tig焊接電源進行控制，控制系統所有狀態及開關量的輸入直接進入plc可編程控制器入口，輸出直接驅動dc24v電磁閥及中間繼電器，用於控制步進電機、伺服電機、焊接電源的焊接參數、轉動電機啟停等；且控制系統控制實現模塊化，其他焊接輔機的控制均與plc可編程控制器連接，以便plc可編程控制器對自動填絲、焊槍擺動、弧長跟蹤等機構進行精確控制，並採用高精度伺服電機控制；控制器提供兩種控制模式：一種採用手動調節、手動焊接模式，另一種自動焊接模式，在手動模式下，可單獨動作，調整方便、直觀、工件任一位置的焊接及補焊，在自動焊接模式下，所有動作按預設一次自動完成，操作簡便、快捷，自動化程度高；plc可編程控制器、調速、觸控螢幕等各部分均採用獨立電源，相互之間完全隔離，plc可編程控制器控制精度及抗幹擾能力明顯提高；為使上述控制功能操作方便、簡單，在觸控螢幕上設置焊接操作界面，焊接操作界面包括主界面與多選項畫面，在主界面中可以選擇進入的界面為操作界面、報警界面、手動界面、自動界面，同時還可對參數反饋、焊接信息和狀態信息實時進行監測和查看；參數反饋包括焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊接行程、擺動速度，焊接信息包括總層數、正焊接層、焊接故障代碼、管材直徑，狀態信號包括故障與安全運行信號；
在主界面中觸摸操作按鈕，進入操作界面，控制系統運行前，查看此界面，確定操作步驟，確保安全：
1、確認設備電源、氣源正常；
2、手動操作、檢測各機構運動是否正常；
3、手動操作，觀察檢查元件是否工作正常；
4、自動操作，設置焊接參數、擺動器參數；
5、焊接平臺自動運行前請確認：（1）檢查焊接參數設置是否正確；（2）檢查擺動器參數設置是否正確；（3）檢查焊接電源參數設置是否正確；（4）檢查保護氣體是否通暢；（5）檢查焊接工件同軸度是否滿足要求；
檢測報警界面，確認無報警信息後，進行下一步；進入手動界面，切換在手動焊接模式下，獨立操作上下軸、前後軸、橫梁、變位機和焊槍擺動器使鎢極到起弧點，為高頻起弧做準備；
進入自動界面，切換在自動焊接模式下，點擊進入環縫界面和焊槍擺動器界面，設置參數；在環縫界面中，首先設置總層數、管材直徑，環縫界面1、2、3中可以設置15層焊接工藝參數，根據總層數，設置相應層數的焊接工藝參數，輸入選定的job號、pro號，設置合適的送絲速度和焊接速度；同時設置需要焊的多層環縫中每層的焊接工藝參數，退出環縫界面，返回自動界面；再點擊進入焊槍擺動器界面，設置左右停留時間、中間停留時間、自動擺速，對應環形焊縫中設置的15層焊接工藝參數，可設置15層擺動參數，同樣根據總層數，設置需要焊的多層環縫中每層的擺動參數，包括是否擺動、左擺幅、右擺幅，設置完參數後控制系統自動保存，再退出焊槍擺動器界面；
回到自動界面，參數均已設置，依次觸動層數清零-準備就緒-模擬焊接-啟動焊接，開啟模擬焊接模式，在按層數清零-準備就緒-啟動焊接後，開啟自動焊接模式，控制系統對環形多層多道焊縫開始焊接；焊接過程中，如有情況，需按下暫停按鈕，擺動器與變位機停止，隨後調用焊接電源收弧程序進行收弧；待問題解決後，觸動焊接重啟，控制系統執行未完成程序；若重新設定原點開始焊接，需按下層數清零，然後準備就緒-啟動焊接。
在本實施例中，手動界面中，設置有對手動/自動進行切換的換向開關，可對手動和自動模式進行切換，可以對橫梁、變位機、前後軸、上下軸、擺動器獨立操作，同時可根據需要設置低速與高速；
在自動界面中，設置有對手動/自動進行切換的換向開關，可對總層數、正焊接層、管材直徑進行設置；從自動界面點擊焊接參數和焊槍擺動器界面按鈕，可進入其參數設置界面。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。