焊接自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)

前言

我國(guó)鋼產(chǎn)量已突破年產(chǎn)5億t，近50％的鋼材要經(jīng)過(guò)焊接加工成為有用的構(gòu)件或產(chǎn)品，現(xiàn)在我國(guó)已是世界第一焊接大國(guó)。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息和控制技術(shù)及光機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化、精密化、智能化和高效化。本書(shū)主要論述了基于數(shù)控與智能控制的現(xiàn)代焊接自動(dòng)化技術(shù)，主要內(nèi)容包括：焊接自動(dòng)化技術(shù)概述、焊接自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)組成、焊接自動(dòng)化設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)、焊接自動(dòng)化傳感技術(shù)與控制系統(tǒng)、焊接自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用等。蔣力培教授及他所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事焊接自動(dòng)化裝備與技術(shù)的科研與開(kāi)發(fā)工作，在電焊機(jī)的計(jì)算機(jī)控制、管道全位置自動(dòng)焊機(jī)、爬行焊接機(jī)器人及水下遙控自動(dòng)焊接等領(lǐng)域取得了多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)水平的創(chuàng)新成果。本書(shū)的編寫(xiě)浸透了蔣力培教授及所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)期科研及開(kāi)發(fā)工作中的創(chuàng)新成果和智慧，在論述焊接裝備自動(dòng)化原理的基礎(chǔ)上，給出了豐富的開(kāi)發(fā)實(shí)例。這些實(shí)例對(duì)于開(kāi)闊焊接自動(dòng)化研發(fā)人員的思路、推進(jìn)焊接自動(dòng)化在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用，具有重要啟示作用。同時(shí)本書(shū)還探討了國(guó)內(nèi)外焊接自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。全書(shū)內(nèi)容通俗易懂，具有顯著實(shí)用價(jià)值，可供從事焊接自動(dòng)化裝備研發(fā)或技術(shù)改造的工程技術(shù)人員參考，也可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)大專(zhuān)、本科學(xué)生與研究生學(xué)習(xí)參考。我相信，本書(shū)的出版將推動(dòng)焊接自動(dòng)化裝備與技術(shù)的發(fā)展及其在我國(guó)焊接結(jié)構(gòu)制造和大型焊接工程中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)焊接強(qiáng)國(guó)做出貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要講述基于數(shù)控與智能控制的現(xiàn)代焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)知識(shí)。本書(shū)的主要內(nèi)容有：焊接自動(dòng)化技術(shù)概述、焊接自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)組成、焊接自動(dòng)化設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)、焊接自動(dòng)化傳感技術(shù)與控制系統(tǒng)、焊接自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例以及焊接自動(dòng)化熱點(diǎn)技術(shù)研究與發(fā)展前景等。書(shū)中列舉了大量實(shí)例進(jìn)行分析說(shuō)明，通俗易懂，具有實(shí)用性與先進(jìn)性。可供從事焊接生產(chǎn)的工程技術(shù)人員閱讀和參考，也可供焊接方向的大專(zhuān)、本科學(xué)生與研究生參考。

作者簡(jiǎn)介

蔣力培，1942年生，教授，北京石油化工學(xué)院光機(jī)電裝備技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。1964年畢業(yè)于西安交通大學(xué)，1980～1983年公派赴美訪問(wèn)學(xué)者。曾任吉林工業(yè)大學(xué)焊接教研室主任、金屬材料工程系主任。長(zhǎng)期從事焊接智能化、自動(dòng)化及光機(jī)電體化技術(shù)的研究，負(fù)責(zé)完成國(guó)家“六五”、“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，“九五”863項(xiàng)目，“十五”863重大項(xiàng)目研究獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等、二等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，獲中石化集團(tuán)公司勞動(dòng)模范稱號(hào)、首都五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?。享受政府特殊津貼，薛龍薛龍，1966年生，教授、北京石油化工學(xué)院光機(jī)電裝備技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。主要從事機(jī)電液伺服傳動(dòng)技術(shù)、特種機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用等領(lǐng)域研究，先后承擔(dān)國(guó)家“九五”863項(xiàng)目、“十五”863重大項(xiàng)目、“十一五”863重大項(xiàng)目，研發(fā)出多種焊接機(jī)器人產(chǎn)品，并已在“鳥(niǎo)巢”等重大工程項(xiàng)目中應(yīng)用－獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)、中國(guó)石油化工集團(tuán)公司科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利28項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利10項(xiàng)。鄒勇，1976年生，北京石油化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，北京航空航天大學(xué)博士研究生、主要從事焊接機(jī)器人智能控制、焊接電源及工藝的研究工作，主持北京市級(jí)科研項(xiàng)目1項(xiàng)，擔(dān)任“十一五”863專(zhuān)題項(xiàng)目副組長(zhǎng)，作為主要成員參與多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研項(xiàng)目申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利22項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利8項(xiàng)。

書(shū)籍目錄

序 前言 第1章　焊接自動(dòng)化技術(shù)概述 　1.1　焊接自動(dòng)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 　1.2　現(xiàn)代焊接自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn) 　1.3　焊接自動(dòng)化設(shè)備分類(lèi) 　　1.3.1　專(zhuān)用型自動(dòng)弧焊設(shè)備 　　1.3.2　焊接機(jī)器人 　1.4　典型產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化設(shè)備 　　1.4.1　儲(chǔ)罐自動(dòng)焊設(shè)備 　　1.4.2　天然氣管道自動(dòng)焊設(shè)備 　　1.4.3　船舶焊接自動(dòng)化設(shè)備 　　1.4.4　鍋爐集箱焊接機(jī)器人工作站 　1.5　焊接自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)要點(diǎn) 第2章　焊接自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)組成 　2.1　概述 　2.2　機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)組成與功能特點(diǎn) 　2.3　激光視覺(jué)傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與功能特點(diǎn) 　2.4　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與功能特點(diǎn) 第3章　焊接自動(dòng)化設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu) 　3.1　概述 　3.2　機(jī)床式焊接設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.2.1　機(jī)床式焊接設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)概述 　　3.2.2　典型工件自動(dòng)化專(zhuān)用焊接設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)例 　3.3　關(guān)節(jié)式機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.3.1　點(diǎn)焊機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.3.2　弧焊機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　3.4　導(dǎo)軌式移動(dòng)焊接機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.4.1　直軌道焊接機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.4.2　軌道式管道全位置焊接機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.4.3　柔性軌道全位置焊接機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　3.5　無(wú)導(dǎo)軌焊接機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.5.1　無(wú)導(dǎo)軌焊接機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)概述 　　3.5.2　無(wú)導(dǎo)軌焊接機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例 　3.6　水下自動(dòng)焊接設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.6.1　水下高壓自動(dòng)焊接設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu) 　　3.6.2　水下無(wú)導(dǎo)軌局部干法自動(dòng)焊接設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu) 第4章　焊接自動(dòng)化傳感技術(shù) 　4.1　概述 　4.2　接觸式焊縫跟蹤傳感技術(shù) 　　4.2.1　探針接觸式傳感器 　　4.2.2　探針觸摸式傳感器 　　4.2.3　電極接觸式傳感器 　　4.2.4　接觸式焊縫跟蹤傳感關(guān)鍵技術(shù) 　4.3　電磁式焊縫跟蹤傳感技術(shù) 　　4.3.1　電磁傳感器 　　4.3.2　渦流傳感器 　4.4　電弧式焊縫跟蹤傳感技術(shù) 　　4.4.1　電弧傳感焊縫跟蹤的基本原理 　　4.4.2　擺動(dòng)式電弧傳感器 　　4.4.3　旋轉(zhuǎn)電弧傳感器 　4.5　視覺(jué)焊縫跟蹤傳感技術(shù) 　　4.5.1　光學(xué)傳感器 　　4.5.2　CCD視覺(jué)傳感器 　　4.5.3　被動(dòng)光視覺(jué)傳感技術(shù) 　　4.5.4　主動(dòng)光視覺(jué)傳感技術(shù) 　　4.5.5　焊縫跟蹤圖像處理技術(shù) 　　4.5.6　焊縫跟蹤控制技術(shù) 　4.6　超聲波焊縫跟蹤傳感技術(shù) 　　4.6.1　超聲波的傳播及特點(diǎn) 　　4.6.2　超聲波焊縫跟蹤檢測(cè)傳感器原理 　　4.6.3　超聲波傳感器檢測(cè)精度問(wèn)題 　4.7　紅外輻射焊縫跟蹤傳感技術(shù) 　　4.8　實(shí)例分析 　　4.8.1　光電接觸式焊縫跟蹤傳感器 　　4.8.2　新型機(jī)械接觸式焊縫跟蹤傳感器 　　4.8.3　CCD光電式焊縫跟蹤傳感器 　　4.8.4　光纖式激光焊縫跟蹤傳感器 第5章　焊接自動(dòng)化控制系統(tǒng) 第6章　焊接自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)  第7章　焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 第8章　焊接自動(dòng)化熱點(diǎn)技術(shù)研究與發(fā)展前景 附錄　S7-200型PLC指令摘要 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：近年來(lái)，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成倍增長(zhǎng)，而鋼鐵工業(yè)遠(yuǎn)不能滿足各種規(guī)格型鋼的需求，特別是用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的H型鋼。實(shí)踐證明，采用焊接方法將板條組焊成H型鋼材是最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)方式，受到工程界的高度重視。各種型鋼自動(dòng)焊機(jī)的開(kāi)發(fā)研制發(fā)展迅速。H型鋼自動(dòng)焊機(jī)可將翼板和腹板通過(guò)四條角焊縫焊成H型鋼。該自動(dòng)焊機(jī)由立柱式或龍門(mén)式焊接操作機(jī)、工作平臺(tái)和壓緊機(jī)構(gòu)、焊頭及調(diào)整機(jī)構(gòu)、焊槍、焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)裝置和控制系統(tǒng)等組成，可同時(shí)焊接翼板與腹板之間的兩條角焊縫。型鋼自動(dòng)焊機(jī)通常配用埋弧焊。對(duì)于薄壁工字型鋼可采用MAG焊，以減少焊接變形。立柱式或龍門(mén)式操作機(jī)及焊頭調(diào)整機(jī)構(gòu)具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，以適應(yīng)不同規(guī)格工字型鋼的生產(chǎn)。目前，最大的工字型鋼自動(dòng)焊機(jī)可焊接最大長(zhǎng)度為20m、最大寬度為12m的型鋼。在某些鋼結(jié)構(gòu)型材生產(chǎn)廠，為有效利用鋼材，在H型鋼焊接生產(chǎn)線上配備翼緣和腹板拼焊機(jī)。焊接操作機(jī)的結(jié)構(gòu)形式多為龍門(mén)式，焊接方法按板厚可分別采用埋弧焊和MAG焊。4.管道對(duì)接自動(dòng)焊機(jī)目前，在鋼鐵工業(yè)中約有10％的鋼材是各種規(guī)格的管子和管材，而且不銹鋼管的產(chǎn)量在不斷增長(zhǎng)。在石油、化工、飲料、食品、航空等部門(mén)工業(yè)管道鋪設(shè)的工作量巨大，而且對(duì)接頭質(zhì)量的要求十分嚴(yán)格。管路和管道的焊接迫切需要采用自動(dòng)焊，管道自動(dòng)焊機(jī)按管徑和壁厚的不同而有不同的結(jié)構(gòu)形式。以天然氣管道自動(dòng)焊機(jī)為例，有管外焊機(jī)與管內(nèi)焊機(jī)兩類(lèi)。管外焊機(jī)國(guó)外產(chǎn)品有意大利的PWT專(zhuān)機(jī)、美國(guó)CRC公司的P系列與M系列專(zhuān)機(jī)，運(yùn)用于各種壁厚與管徑的天然氣管道現(xiàn)場(chǎng)對(duì)口焊接。近年來(lái)廊坊管道局科學(xué)研究院等單位開(kāi)發(fā)的全位置管道焊機(jī)已批量生產(chǎn)用于西線東輸天然氣管道工程。天津焊接研究所生產(chǎn)的一種小直徑薄壁管對(duì)接的全位置焊管機(jī)采用封閉式焊頭，采用脈沖鎢極氬弧焊，焊接電流范圍為5～300A.可焊最大壁厚為3mm。焊接時(shí)，對(duì)接管件水平固定或垂直固定，焊頭環(huán)繞管子外徑旋轉(zhuǎn)，完成全位置焊接或橫焊。對(duì)于3mm以上厚壁管，則采用帶送絲機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟式焊頭，對(duì)接管端邊緣需開(kāi)V形坡口，采用填絲IIG全位置焊。

編輯推薦

《焊接自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)》的編寫(xiě)浸透了蔣力培教授及其所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)期科研及開(kāi)發(fā)工作中的創(chuàng)新成果和智慧，在論述焊接裝備自動(dòng)化原理的基礎(chǔ)上，給出了豐富的開(kāi)發(fā)實(shí)例。這些實(shí)例對(duì)于開(kāi)闊焊接自動(dòng)化研發(fā)人員的思路，推進(jìn)焊接自動(dòng)化在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用，具有重要的啟示作用。同時(shí)《焊接自動(dòng)化實(shí)用技術(shù)》還探討了國(guó)內(nèi)外焊接自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

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