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第1章 绪论 1

1.1 焊接自动化的概念 1

1.2 焊接自动化系统 2

1.3 焊接自动化的关键技术 4

1.4 焊接自动化的发展趋势 6

1.5 学习本课程的目的和要求 8

复习思考题 9

第2章 焊接自动化控制基础 10

2.1 焊接自动控制的概念 10

2.1.1 基本概念 10

2.1.2 反馈控制原理 14

2.1.3 焊接自动控制系统的分类 15

2.1.4 自动控制系统的基本特性 16

2.2 开环控制与闭环控制 17

2.2.1 开环控制与开环控制系统 17

2.2.2 闭环控制与闭环控制系统 18

2.2.3 开环控制系统与闭环控制系统的比较 19

2.3 焊接自动化中常用的控制技术 19

2.3.1 控制方式 19

2.3.2 PID控制 20

2.3.3 智能控制 23

复习思考题 24

第3章 焊接自动化中的传感技术 25

3.1 传感器 25

3.1.1 传感器的基本概念 25

3.1.2 传感器的特性 26

3.1.3 常用检测电路 27

3.2 位置检测 33

3.2.1 接触式位置传感器 33

3.2.2 接近式位置传感器 34

3.2.3 接近式位置传感器的选型 41

3.2.4 接近式位置传感器在焊接自动化中的应用 42

3.3 位移与速度检测 45

3.3.1 光栅尺 45

3.3.2 编码器 46

3.3.3 测速发电机 49

3.3.4 传感器在焊接自动化中的应用举例 52

复习思考题 55

第4章 焊接自动化中的电动机控制技术 56

4.1 概述 56

4.2 继电接触器控制系统 57

4.2.1 三相交流电动机的直接起停控制 57

4.2.2 三相交流电动机的正反转控制 59

4.2.3 三相交流电动机的降压起动控制 61

4.2.4 三相交流电动机的制动控制 62

4.3 焊接自动化中的直流电动机控制 63

4.3.1 直流电动机及其静态特性 63

4.3.2 直流伺服电动机的技术指标 65

4.3.3 直流电动机速度调节原理 66

4.3.4 直流电动机恒速控制 68

4.3.5 直流电动机晶闸管整流调速系统 73

4.4 直流电动机脉宽调速系统 78

4.4.1 直流电动机PWM调速系统工作原理 79

4.4.2 PWM直流调速系统控制电路 80

4.4.3 PWM直流调速系统应用电路 85

4.5 交流电动机变频调速原理 89

4.5.1 三相交流电动机的基本特性 89

4.5.2 交流电动机的调速 90

4.5.3 变频器的工作原理 92

4.5.4 变频器的应用 97

4.5.5 变频器的选择与使用 104

4.6 步进电动机及其控制原理 107

4.6.1 步进电动机的结构与工作原理 107

4.6.2 步进电动机的驱动方法 111

4.6.3 步进电动机的环形分配器 113

4.6.4 步进电动机的传动与控制 116

4.6.5 步进电动机在焊接中的应用 117

复习思考题 117

第5章 焊接自动化中的PLC控制技术 119

5.1 可编程序控制器 119

5.1.1 概述 119

5.1.2 可编程序控制器的硬件构成 121

5.1.3 可编程序控制器的输入／输出模块 123

5.1.4 可编程序控制器的编程语言 124

5.1.5 可编程序控制器的工作过程 127

5.2 日本三菱FX0N系列可编程序控制器 128

5.2.1 型号说明 129

5.2.2 系统配置 129

5.2.3 FX0N系列PLC内软继电器的功能及编号 130

5.2.4 PLC的外部接线 133

5.3 可编程序控制器的指令及其应用 134

5.3.1 基本指令 134

5.3.2 定时器及计数器的使用 143

5.3.3 功能指令 144

5.4 梯形图的编程方法与规则 146

5.4.1 梯形图编程的规则 146

5.4.2 常用基本电路的编程 147

5.5 可编程序控制器控制系统设计 150

5.5.1 PLC控制系统设计的基本原则 150

5.5.2 电弧焊的程序自动控制 152

5.5.3 设计实例 154

5.6 可编程序控制器在焊接自动化中的应用 162

5.6.1 PLC在托辊双端自动焊接中的应用 162

5.6.2 PLC在直管弯头自动焊接中的应用 168

5.6.3 PLC在托辊加工生产线中的应用 177

复习思考题 179

第6章 机器人焊接技术 180

6.1 工业机器人概论 180

6.1.1 工业机器人的定义 180

6.1.2 工业机器人的构成与分类 181

6.1.3 机器人的相关技术研究与发展趋势 186

6.2 焊接机器人基础 187

6.2.1 机器人焊接的特点 187

6.2.2 焊接工艺对机器人的要求 187

6.2.3 焊接机器人的分类及特点 188

6.2.4 机器人焊接系统 190

6.2.5 焊接机器人控制的基本原理 190

6.3 焊接机器人运动控制 191

6.3.1 焊接机器人运动控制系统 191

6.3.2 焊接机器人运动控制系统软件 194

6.4 弧焊机器人离线编程技术 196

6.4.1 弧焊机器人离线编程系统的意义及定义 196

6.4.2 离线编程的优点 196

6.4.3 弧焊机器人的特点 197

6.4.4 弧焊机器人离线编程系统的组成 197

6.4.5 典型机器人离线编程仿真系统 201

6.5 焊接机器人传感技术 202

6.5.1 概述 202

6.5.2 视觉传感器 203

6.5.3 电弧传感器 205

6.5.4 机器人焊接过程多传感信息融合技术 207

6.6 焊接机器人的应用 208

6.6.1 汽车制造中焊接机器人的应用 208

6.6.2 工程机械制造中焊接机器人的应用 211

6.6.3 港口机械制造中焊接机器人的应用 220

6.6.4 海洋工程钢结构制造中焊接机器人的应用 221

6.6.5 桥梁钢结构制造中焊接机器人的应用 223

6.6.6 机器人焊接在航天领域的应用 227

6.6.7 机器人焊接生产线的应用 229

6.6.8 专用焊接机器人的应用 234

复习思考题 240

参考文献 241