序

编写说明

前言

第1章 绪论

1.1 焊接自动化的概念

1.2 焊接自动化系统

1.3 焊接自动化的关键技术

1.4 焊接自动化的发展趋势

1.5 学习本课程的目的和要求

复习思考题

第2章 焊接自动化中的控制技术基础

2.1 焊接自动控制的概念

2.1.1 基本概念

2.1.2 反馈控制原理

2.1.3 焊接自动控制系统的分类

2.1.4 自动控制系统的基本特性

2.2 开环控制与闭环控制

2.2.1 开环控制与开环控制系统

2.2.2 闭环控制与闭环控制系统

2.2.3 开环控制系统与闭环控制系统的比较

2.3 焊接自动化中常用的控制策略

2.3.1 PID控制

2.3.2 串级控制

2.3.3 自适应控制

2.3.4 变结构控制

2.3.5 模糊控制

2.3.6 神经网络控制

2.3.7 复合控制

复习思考题

第3章 焊接自动化中的传感技术

3.1 概述

3.1.1 传感器的概念

3.1.2 传感器的特性

3.1.3 传感器的分类

3.2 传感器信息处理的基本电路

3.2.1 信号放大电路

3.2.2 信号运算电路

3.2.3 信号分离电路

3.2.4 信号转换电路

3.3 位置传感器及其在焊接自动化中的应用

3.3.1 接触式位置传感器

3.3.2 接近式位置传感器

3.3.3 位置传感器在焊接自动化中的应用

3.4 位移与速度传感器及其在焊接自动化中的应用

3.4.1 差动变压器

3.4.2 光栅尺

3.4.3 测速发电机

3.4.4 光电式转速传感器

3.4.5 位置传感器检测位移和转速

3.5 光电编码器及其在焊接自动化中的应用

3.5.1 绝对编码器

3.5.2 增量编码器

3.5.3 编码器在焊接自动化中的应用

复习思考题

第4章 焊接自动化中的电动机控制技术

4.1 概述

4.2 继电接触器控制系统

4.2.1 三相交流电动机的直接起停控制

4.2.2 三相交流电动机的正反转控制

4.2.3 三相交流电动机的降压起动控制

4.2.4 三相交流电动机的制动控制

4.3 焊接自动化中的直流电动机及其控制原理

4.3.1 直流电动机及其静态特性

4.3.2 直流伺服电动机的技术指标

4.3.3 直流电动机的速度控制原理

……

第5章 焊接自动化中的单片机控制技术

第6章 焊接自动化中的PLC控制技术

第7章 焊接机器人技术

附录 MCS-51单片机指令系统速查表

参考文献 2100433B

本书是为满足普通高等教育“材料成型及控制工程”专业毕业后从事焊接技术工作的学生、焊接方向的研究生了解和掌握焊接专业基础知识。以及企业开展焊接工程师培训和焊接工程技术人员自学焊接专业基础知识的需要而编写的“焊接工程师系列教程”之一。本书系统介绍了有关焊接自动化、自动控制系统的基本概念,焊接自动化中常用的传感器,焊接自动化中常用的电动机控制技术、单片机控制技术、PLC控制技术以及焊接机器人等知识。

本书可供大学相关专业、函授班和培训班作为教材,还可作为具有大专以上文化水平的技术人员、技师作为焊接工程师岗前教育和岗位培训之用,也可供焊接方向的研究生和从事焊接工作的工程师和技术人员参考。

本书是为满足普通高等教育“材料成型及控制工程”专业毕业后从事焊接技术工作的学生、焊接方向的研究生了解和掌握焊接专业基础知识。以及企业开展焊接工程师培训和焊接工程技术人员自学焊接专业基础知识的需要而编写的“焊接工程师系列教程”之一。本书系统介绍了有关焊接自动化、自动控制系统的基本概念,焊接自动化中常用的传感器,焊接自动化中常用的电动机控制技术、单片机控制技术、PLC控制技术以及焊接机器人等知识。

本书为高等职业教育焊接专业教学改革教材，在知识与结构上均有所创新，不但符合高职学生的认知特点，而且紧密联系生产实际，真正体现学以致用。本书按照国际焊接技师( International Welding Specialist，IWS)培养的要求，选择典型的焊接自动化设备为载体进行学习情境描述，并按照工作过程的六步法安排教材内容，真正做到“教中学”和“学中做” 相互融合。 本书以典型的焊接自动化设备为载体，以焊接操作人员的工作岗位迁移为主线，共设四个学习情境，将典型焊接自动化设备控制系统的设计、调试和操作同直流电动机控制技术、传感器技术、可编程控制器技术和弧焊机器人技术等先进自动化技术的理论内容有机结合，通过完成任务使学生掌握焊接自动化的基本知识，焊接自动化设备控制系统的设计、调试和操作技能以及安全操作知识。 本书可作为高等职业院校焊接技术及自动化、模具设计与制造、机械制造与自动化等相关专业的教材，也可作为成人教育和继续教育的教材，同时也可供其他相关专业的师生参考。

编写说明

前言

学习情境1 焊接加热控制系统的设计与调试 1

任务1.1 焊后热处理炉温控系统的设计与调试 2

1.1.1 LabVIEW应用程序的构成 4

1.1.2 数据流驱动 5

1.1.3 前面板设计 6

1.1.4 子 VI 8

1.1.5 VI的运行和调试技术 9

1.1.6 循环结构 13

1.1.7 常用的温度传感器 15

1.1.8 温度控制原理 16

任务1.2 真空热处理炉温控系统的设计与调试 23

1.2.1 压力传感器 25

1.2.2 真空热处理炉的控制原理和主要功能 27

1.2.3 条件结构 27

1.2.4 局部变量 29

学习情境2 半自动焊接小车控制系统的设计与调试 39

任务2.1 热切割小车控制系统的设计与调试 41

2.1.1 直流电动机的调速 43

2.1.2 CG1..3-0型小车的结构和功能 46

2.1.3 CG1..3-0型小车电气控制系统的设计 46

任务2.2 带焊枪摆动功能的焊接小车控制系统的设计与调试 54

2.2.1 步进电动机的结构与工作原理 56

2.2.2 基于 LabVIEW的步进电动机控制程序设计与仿真 57

2.2.3 事件结构 58

2.2.4 数组数据的创建和应用 59

学习情境3 环缝自动焊接控制系统的设计与调试 68

任务3.1 单工位环缝自动焊接控制系统的设计与调试 70

3.1.1 可编程控制器的工作过程 72

3.1.2 可编程控制器的硬件构成 72

3.1.3 可编程控制器的编程语言 73

3.1.4 梯形图的编程规则 74

3.1.5 可编程接制器控制系统的设计 75

3.1.6 可编程控制器在环缝自动焊接中的应用 76

任务3.2 双工位环缝自动焊接控制系统的设计与调试 84

3.2.1 接触式位置传感器 86

3.2.2 接近式位置传感器 87

3.2.3 位置传感器在自动焊接中的应用 88

3.2.4 可编程控制器的指令及其应用 88

3.2.5 双工位环缝自动焊接控制系统的设计 91

学习情境4 弧焊机器人的操作与编程 98

任务4.1 弧焊机器人的手动控制 100

4.1.1 ABB弧焊机器人组成及功能的知识准备 102

4.1.2 安全操作准备 106

4.1.3 机器人系统的启动和关闭 107

4.1.4 机器人坐标系的建立 107

4.1.5 机器人手动操作 108

4.1.6 机器人精确定点运动 109

任务4.2 弧焊机器人示教编程 116

4.2.1 示教与再现 118

4.2.2 新建与加载程序 118

4.2.3 常用指令及其应用 119

4.2.4 平板对接接头焊接与编程 124

4.2.5 管板角接接头焊接与编程 125

任务4.3 弧焊机器人离线编程 133

4.3.1 机器人的编程方法 135

4.3.2 机器人离线编程系统的组成 136

4.3.3 安装 RobotStudio 137

4.3.4 在 RobotStudio中建立练习用的仿真工作站 139

4.3.5 仿真工作站的基本操作 145

参考文献 1522100433B