焊接自动化实用技术

序

前言

第1章 焊接自动化技术概述

1.1 焊接自动化现状与发展趋势

1.2 现代焊接自动化技术特点

1.3 焊接自动化设备分类

1.3.1 专用型自动弧焊设备

1.3.2 焊接机器人

1.4 典型产品的焊接自动化设备

1.4.1 储罐自动焊设备

1.4.2 天然气管道自动焊设备

1.4.3 船舶焊接自动化设备

1.4.4 锅炉集箱焊接机器人工作站

1.5 焊接自动化实用技术要点

第2章 焊接自动化设备结构组成

2.1 概述

2.2 机械装置结构组成与功能特点

2.3 激光视觉传感系统结构组成与功能特点

2.4 控制系统结构组成与功能特点

第3章 焊接自动化设备机械结构

3.1 概述

3.2 机床式焊接设备机械结构

3.2.1 机床式焊接设备机械结构概述

3.2.2 典型工件自动化专用焊接设备机械结构实例

3.3 关节式机器人机械结构

3.3.1 点焊机器人机械结构

3.3.2 弧焊机器人机械结构

3.4 导轨式移动焊接机器人机械结构

3.4.1 直轨道焊接机器入机械结构

3.4.2 轨道式管道全位置焊接机器人机械结构

3.4.3 柔性轨道全位置焊接机器人机械结构

3.5 无导轨焊接机器人机械结构

3.5.1 无导轨焊接机器人机械结构概述

3.5 2 无导轨焊接机器人应用实例

3.6 水下自动焊接设备机械结构

3.6.1 水下高压自动焊接设备机械结构

3.6.2 水下无导轨局部干法自动焊接设备机械结构

第4章 焊接自动化传感技术

4.1 概述

4.2 接触式焊缝跟踪传感技术

4.2.1 探针接触式传感器

4.2.2 探针触摸式传感器

4.2 3电极接触式传感器

4.2.4 接触式焊缝跟踪传感关键技术

4.3 电磁式焊缝跟踪传感技术

4.3.1电磁传感器

4.3.2 涡流传感器

4.4 电弧式焊缝跟踪传感技术

4.4.1 电弧传感焊缝跟踪的基本原理

4.4.2 摆动式电弧传感器

4.4.3 旋转电弧传感器

4.5 视觉焊缝跟踪传感技术

4.5.1 光学传感器

4.5.2 CCD视觉传感器

4.5.3 被动光视觉传感技术

4.5.4 主动光视觉传感技术

4.5.5 焊缝跟踪图像处理技术

4.5.6 焊缝跟踪控制技术

4.6 超声波焊缝跟踪传感技术

4.6.1 超声波的传播及特点

4.6.2 超声波焊缝跟踪检测传感器原理

4.6.3 超声波传感器检测精度问题

4.7 红外辐射焊缝跟踪传感技术

4.8 实例分析

4.8.1 光电接触式焊缝跟踪传感器

4.8.2 新型机械接触式焊缝跟踪传感器

4.8.3 CCD光电式焊缝跟踪传感器

4.8.4 光纤式激光焊缝跟踪传感器

第5章 焊接自动化控制系统

5.1 概述

5.1.1 焊接自动化控制系统基本要求

5.1.2 焊接自动化控制系统的常用技术

5.1.3 焊接自动化控制系统的关键技术

5.2 焊接自动化控制系统常用硬件电路

5.2.1 可编程序控制器

5.2.2 单片微机

5.2.3 DSP处理器

5.2.4 执行电动机驱动器

5.3 常用自动控制算法

5.3.1 概述

5.3.2 PID控制算法

5.3.3 模糊控制算法

5.3.4 自适应控制方法

5.4 焊接自动化硬件技术

5.4.1 机电一体化集成技术

5.4.2 焊接自动化硬件系统接口技术

5.4 3 焊接自动化设备人机交互系统

5.4 4 焊接自动化控制硬件系统实例

5.5 焊接自动化软件技术

5.5.1 焊接自动化软件系统结构组成与控制逻辑

5.5.2 PID算法应用技术

5.5.3 焊缝自动跟踪控制算法

5.5.4 焊接自动化控制软件实例

第6章 焊接自动化设备设计

6.1 设计步骤与要点

6.2 自动化焊接设备整机设计实例

6.2.1 无导轨全位置焊接机器人设计

6.2 2 汽车后桥壳自动焊设备设计

6.2 3 全位置自动焊机设计

6.3 焊接自动化设备改造性设计实例

6.3.1 大直径薄壁长简体自动焊装置设计

6.3.2 抽油机驴头圆弧焊专机设计

6.3.3 探臂式罐体自动焊车设计

6.4 自动焊设备微机控制系统设计实例

6.4.1 弧焊设备通用一元化调节微机系统设计

6.4.2 翅片管自动焊机控制系统设计

6.4.3 螺旋焊缝自动跟踪系统设计

6.4 4 焊接自动化设备全数字人机界面系统设计

第7章 焊接自动化技术应用实例

7.1 大型容器全位置自动焊技术应用实例

7.1.1 储罐立缝的自动焊技术

7.1.2 储罐横向埋弧焊技术

7.1.3 储罐双丝埋弧焊技术

7.1.4 储罐自动气体保护焊技术

7.1.5 储罐焊接工程项目实例

7.2 大型管道全位置自动焊技术应用实例

7.3 国产焊接机器人工作站的工程应用

第8章 焊接自动化热点技术研究与发展前景

8.1 焊缝视觉跟踪技术研究与发展前景

8.1.1 基于激光传感的焊缝轨迹跟踪技术

8.1.2 激光扫描法焊缝跟踪技术

8.1.3 焊缝跟踪图像处理技术研究与发展

8.1.4 焊缝自动跟踪控制算法研究与发展

8.2 焊缝成形控制技术

8.2.1 TIC焊缝成形控制

8.2.2 MIG焊熔池成形控制

8.2.3 管道自动根焊技术研究与发展

8.2.4 全位置自动焊新技术研究

8.3 高效熔焊新技术

8.3.1 Tandem法双丝高速焊

8.3.2 TIME高效熔敷焊

8.3.3 活性焊剂TIG焊

8.3.4 激光-MIG复合焊

8.3.5 窄间隙自动焊技术

8.4 焊接机器人技术研究与发展

8.4.1 焊接机器人T作站研究与发展

8.4.2 船舶焊接机器人研究与发展

8.4.3 全位置智能焊接机器人研究与发展

8.4 4 焊接机器人发展趋势

附录 S7-200型PLC指令摘要

附录A 位逻辑指令

附录B 比较指令

附录C 转换指令

附录D 计数器指令

附录E 脉冲输出指令

附录F 数字运算指令

附录G 比例／积分／微分（P1D）回路控制指令

附录H 中断指令

附录I 逻辑操作指令

附录J 传送指令

附录K 程序控制指令

附录L 移位和循环指令

附录M 表指令

附录N 定时器指令

附录O 子程序指令

参考文献

《焊接自动化实用技术》主要讲述基于数控与智能控制的现代焊接自动化技术的应用与开发知识。《焊接自动化实用技术》的主要内容有：焊接自动化技术概述、焊接自动化设备结构组成、焊接自动化设备机械结构、焊接自动化传感技术与控制系统、焊接自动化设备设计与应用实例以及焊接自动化热点技术研究与发展前景等。书中列举了大量实例进行分析说明，通俗易懂，具有实用性与先进性。可供从事焊接生产的工程技术人员阅读和参考，也可供焊接方向的大专、本科学生与研究生参考。

《焊接自动化实用技术》的编写浸透了蒋力培教授及其所领导的团队在长期科研及开发工作中的创新成果和智慧，在论述焊接装备自动化原理的基础上，给出了丰富的开发实例。这些实例对于开阔焊接自动化研发人员的思路，推进焊接自动化在我国的发展和应用，具有重要的启示作用。同时《焊接自动化实用技术》还探讨了国内外焊接自动化的发展趋势。