焊接过程

Posted 2020-09-27 Jarvis_Xu

电流传感器

测量范围0-100A，输出4-20mA

传感器输出用100欧姆精密电阻做负载，测量负载电压，推测输出电流。

电流传感器输出输出线性度由电气实验室高压大电流平台测试达标。

PLC中AD模块输入0-20mA对应数字量0-27648
则推出传感器输出的4-20mA对应数字量5530-27648
则传感器输入0-100A对应数字量5530-27648

曲线系列A-B
A：起弧高度H3
B：下降速度v5
单位cm/s
相同下降速度v5，不同起弧高度H3，电流值均稳定于约20000。
因此推测，电流稳定值与下降速度有关。H3会影响稳定前的过程。

本图可以比较明显看出，v5为4的两组最终稳定于约20000，v5为3.5的两组最终稳定于约18000
观察红色和紫色曲线，紫色曲线的H3较大，到达稳定时间较长。

显然，在合理范围内，因为焊条燃烧速度与电流值大小有正相关关系，电流值越大，燃烧速度越快，电流值越小，燃烧速度越慢。焊条瞬时电流的大小，又与焊条头部与钢板的距离有关。
最终电流值稳定时，表示焊条稳定燃烧，燃烧速度等于下降速度。
稳定之前，焊条与钢板间距较大，电流较稳定值小，燃烧速度较慢，继而间距变小，电流变大，燃烧速度变快……直到燃烧速度等于下降速度。

18000对应(27648-18000)/(27648-5530)100=56A
20000对应(27648-18000)/(27648-5530)100=65A

标定

因为钢板非标，相机距离不固定，需要标定比例尺——即确定图像中每1cm对应多少个像素。将标准图像卡放置表面，运行标定程序。

参数初始化

PC机将初始化参数通过串口发送至PLC，包括比例尺，下降速度、起弧速度、起弧距离等。

确定起点

在图像上点击焊缝，焊条会移动至点击处，作为起始点，在相机视线范围内寻找目标 。

开始焊接

在PC程序上点击“开始焊接”，焊接机启动，焊条开始下降，电流传感器检测焊接机输出电流。
当焊条接触到钢板时，电流突然变大，PLC快速将焊条拉起，作引弧动作，随后按照给定速度匀速向下。
根据实验，在一定范围内，电流与焊条钢板间距呈线性关系。PLC对下降速度进行实时调整，若电流过小，表示距离过大，则加速下降；若电流过大，表示距离过小，降低下降速度。

存在的问题

起弧前，焊条下降时，焊条头部的投影在焊缝中央，则接触时接触面不是水平，起弧困难。

目前解决方法是：起弧点为焊缝边缘的一小段距离处起弧，起弧完成后回到原点，进行后续焊接。