[发明专利]多点同步自动焊接装备控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种多点同步自动焊接装备控制系统及方法，属于管道焊接设备技术领域。该控制系统包括：主控制器、多台电机驱动器及多台电机；主控制器与多台电机驱动器之间通过EtherCAT总线连接；每台电机驱动器与至少一台电机电连接；每台电机与一台多点同步自动焊接装备执行机构连接；主控制器用于获取焊接操作指令，将焊接操作指令转换为电机驱动器识别的第一控制信号，并将第一控制信号传输给电机驱动器；电机驱动器用于将第一控制信号转换为电机识别的第二控制信号，并将第二控制信号传输给电机；电机用于根据第二控制信号带动多点同步自动焊接装备执行机构执行与焊接操作指令相对应的焊接操作。该控制系统接线数量少，信号传输准确，控制精度高。

技术领域

本发明涉及管道焊接设备技术领域，特别涉及一种多点同步自动焊接装备控制系统及方法。

背景技术

随着新型焊接技术、焊接装备、焊接材料的快速发展以及大口径长输油气管道建设的飞速发展，管道全位置自动焊技术及装备也朝着智能化、高效化、快速化方向发展。用于焊接管道外环缝的多点同步自动焊接装备是一种新型的管道全位置自动焊接装备，具有高智能化和高自动化的特点。多点同步自动焊接装备的具体形式有多种，图1示出了其中一种。如图1所示，该多点同步自动焊接装备包括8个焊接单元，这8个焊接单元沿管道圆周方向均匀分布，每个焊炬完成45°焊接任务。每个焊接单元均包括上下运动机构、左右运动机构、送丝机构以及角摆机构等执行机构，通过这些执行机构来执行焊接过程中焊炬的上下运动、左右运动、送丝运动以及角摆运动。该多点同步自动焊接装备中通过控制系统来控制上述执行机构执行相应的操作。该多点同步自动焊接装备的控制系统包括控制模块以及电机，控制模块用于控制电机的运动从而控制执行机构执行相应的操作。由于该多点同步自动焊接装备中共有32个执行机构，每个执行机构需要一个电机来控制，因此，该多点同步自动焊接装备的控制系统中包括32个电机，是一个32轴的控制系统。这个32个电机包括直流伺服电机以及两相步进电机，其中两相步进电机用于控制上下运动机构、左右运动机构以及角摆运动机构，直流伺服电机用于控制送丝机构。因此每个焊接单元需要3台两相步进电机和1台直流伺服电机。

目前控制系统中电机与控制模块以及执行机构通过传统的电源线、信号线等连接线连接，每个直流伺服电机需要10根连接线，每个两相步进电机需要4根线。这样一个焊接单元所需的连接线的总数为：4×3+10＝22，8个焊接单元所需的连接线总数为8×22＝176。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前的多点同步自动焊接装备控制系统中连接线数量过多，不仅对走线要求高，而且线与线之间存在电磁干扰，影响信号传输的准确性和可靠性，从而影响对执行机构控制的准确度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种接线数量少、信号传输准确可靠的多点同步自动焊接装备控制系统及方法。

具体而言，包括以下技术方案：

本发明第一方面提供一种多点同步自动焊接装备控制系统，所述控制系统用于控制多点同步自动焊接装备执行机构执行焊接操作，所述控制系统包括：主控制器、多台电机驱动器以及多台电机；所述主控制器与所述多台电机驱动器之间通过EtherCAT总线连接；每台电机驱动器与至少一台电机电连接；每台电机与一台多点同步自动焊接装备执行机构连接；所述主控制器用于获取焊接操作指令，将所述焊接操作指令转换为所述电机驱动器识别的第一控制信号，并将所述第一控制信号传输给所述电机驱动器；所述电机驱动器用于将所述第一控制信号转换为所述电机识别的第二控制信号，并将所述第二控制信号传输给所述电机；所述电机用于根据所述第二控制信号带动所述多点同步自动焊接装备执行机构执行与所述焊接操作指令相对应的焊接操作。

进一步地，所述控制系统还包括：输入装置，所述输入装置与所述主控制器通过以太网连接，所述输入装置用于输入所述焊接操作指令。

进一步地，作为优选，所述输入装置为触摸屏或者键盘。