1.课题来源与背景 智能化氩弧焊接设备研制及产业化是郑州市产学研合作计划项目,也是生产企业在工业化生产过程中的实际课题。 智能化氩弧焊接设备研制及产业化是2013年郑州市产学研合作计划项目“智能化氩弧焊接设备研制及产业化”,其项目编号：131PCXYY141,该项目由郑州斯倍思机电有限公司和郑州轻工业学院共同承担,其主要内容是针对氩弧焊接设备控制系统进行研究。 2.研究目的与意义 系统采用智能数字化焊接技术、嵌入式控制技术、伺服运动定位技术、G代码转化技术和基于椭圆离心角的实时插补算法实现氩弧焊接控制系统在焊接生产过程中的自动控制和数字化焊接。项目的研究目的是研制开发一台全自动氩弧焊接机床,可实现对任意焊缝的焊接,并对自动焊接过程中的伺服运动定位技术,椭圆的实时插补算法,PID焊接电流、电压控制技术,G代码转化技术进行研究。所设计的自动氩弧焊接设备成本较低,主要用于企业进行工件的大批量焊接,可实现管管、管板、板板等多种复杂焊缝的自动焊接任务,通过改变工装还可进行直缝、环缝等规则焊缝的焊接,填补了国内连续空间轨迹自动焊接通用设备以及伺服控制技术、焊接速度控制技术研究开发的空白。 3.成果 通过项目的研究,取得了以下主要成果： ①项目采用PID控制算法对焊机的焊接电流和焊接电压进行控制,满足系统对焊接参数的要求; ②项目根据椭圆参数方程,提供无限接近圆弧直线来实现椭圆轨迹的焊接,研究出一种基于离心角变化的椭圆实时插补算法,完成对椭圆焊缝的焊接; ③项目采用实时补偿技术对焊接过程中焊缝因受热等原因造成的偏移进行实时补偿。 ④项目采用G代码转化技术,使得对复杂焊缝焊接更加直接,减少了编程任务,实现更加方便。 4.社会经济效益 整个机械制造业都要用到焊接设备,尤其是大部分中小企业目前基本上以手工焊接为主,随着社会的发展,存在招工难和人力成本高的问题越来越严重,本项目研发成功必将对焊接行业产业设备升级带来巨大的影响,具有广阔的应用市场。研制的自动氩弧焊接设备成本约5.5万元左右。预测市场价15万元左右,由此获利润9.5万元左右。如果每年销售300台,可净增值2850万元左右,经济效益相当可观。
