用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机及控制方法与流程

本发明属于有色金属加工设备，涉及用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，还涉及用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机控制方法。

背景技术：

1、钛合金由于其低密度、高强度、良好的耐腐蚀性能、优异的生物相容性等特点已广泛地在航空航天、船舶、化工、生物医疗等领域应用。目前，钛合金一次电极制备过程中仍需要使用等离子焊箱焊接电极块，传统的自动焊接工艺只能满足外形为圆型电极块焊接，而非圆型电极块由于焊接试样各异，难以实现自动焊接，常使用人工手动焊接，容易造成焊接质量不一致发生，从而影响产品质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，解决了现有技术中存在的对于非圆型电极块自动焊接难实现的问题。

2、本发明的另一目的是提供用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机控制方法。

3、本发明所采用的技术方案是，用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，包括：

4、人机交互单元，用于设备运行状态、焊接控制参数的显示及修改；

5、数据处理单元，用于操作工艺配方数据库、脚本程序运行、报警服务的运行，将人机交互单元的显示数据进行存储为实时历史数据库并进行状态监测、逻辑互锁判定、参数计算，将结果发送给采集通讯单元，同时接收采集通讯单元与plc交互的数据实际值用于计算；

6、采集通讯单元，用于与plc进行数据交互，数据量程转换，对人机交互单元和数据处理单元中需要与plc交互的变量进行数据分组归类，根据分组设定不同刷新周期，诊断与plc的通讯状态，同时接收数据处理单元发送的数据处理结果，并传输给plc。

7、本发明的特点还在于：

8、人机交互单元包括工艺输入管理模块、工艺调取模块、焊接控制模块、参数记录模块、冷却水控制模块、真空及压力控制模块。

9、工艺输入管理模块用于对工艺配方数据库中任意一个已存储工艺名称所对应的工艺参数进行修改、新增、删除，进行工艺配方数据库中工艺名称的新增或更新管理；

10、工艺调取模块用于根据工艺名称从工艺配方数据库中调取相应的工艺及对应的工艺参数，同时输入待焊接物料的批号，通过数据处理单元归档脚本程序生成以上述批号命名文件，并将批号文件在参数记录模块中进行数据记录归档。

11、工艺参数包括焊接参数管理和焊缝参数管理，焊接参数管理包括定枪焊缝选择、焊面选择、对应焊面的焊缝类型选择、焊接参数设定；焊接参数设定包括组拼数量、焊缝数量、焊接电流、焊接电压、氩气流量参数的设定；

12、焊缝参数管理包括x轴和y轴的使能选择、x轴和y轴的速度设定、x轴和y轴的位移距离设定。

13、参数记录模块，用于将数据处理单元中的历史存储数据进行线条图显示，同时将括工艺输入管理模块、工艺调取模块、焊接控制模块、冷却水控制模块、真空及压力控制模块中对批号焊接物料进行的所有操作动作记录到对应批号文件下并归档，生成历史数据记录文件。

14、冷却水控制模块用于控制系统冷却系统运行，包括系统冷却水开关控制、焊接过程中的冷却水温度和流量的实时监控；当数据处理单元中冷却水脚本程序判断温度或流量异常时，通过采集通讯单元控制plc终止焊接保护设备安全，同时通过数据处理单元报警服务进行报警提示。

15、真空及压力控制模块，用于自动焊接前炉室压力及炉室压升率的控制，具体为：自动焊接前，真空泵组将炉室压力抽至设定值，测量压升率并存储至参数记录模块中对应的批号文件下，同时数据处理单元中的充氩控制脚本程序按照设定压力充入氩气，到达设定压力状态后自动关闭阀门，压力数据存储至数据处理单元中实时历史数据库中；若压升率不满足设定时，通过数据处理单元中报警服务弹窗提醒。

16、焊接控制模块由数据处理单元中的焊接控制脚本程序，通过读取采集通讯单元中数据变量条件，按焊接工艺调取模块的数据进行执行操作，并将执行结果通过采集通讯单元传输给焊接设备，同时通过数据处理单元中的报警服务对焊接过程中的参数异常进行报警。

17、焊接控制模块包括焊接定枪选择、伺服使能、焊接区域选择、起始和终止焊缝输入、焊接启动按钮、终止按钮、实时工艺参数显示，起始和终止焊缝输入与焊接定枪选择激活通过数据处理单元中的焊接控制脚本程序互锁，焊接终止按钮包括终止当前焊缝功能、终止当前工艺功能。

18、本发明所采用的另一技术方案是，上述用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机控制方法，步骤如下：

19、s1、工艺调取阶段：在人机交互单元中输入待焊接物料的批号，根据工艺名称在工艺输入管理模块中调取工艺并核对，核对无误后进入焊接准备阶段；

20、s2、准备阶段：装入物料，检查冷却水控制模块无异常报警，则打开真空及压力控制模块，按照设定值进行抽真空及充氩，当压力到达设定值时，关闭充氩阀门；

21、s3、焊接控制阶段：在焊接控制模块的焊接界面，依次激活定枪选择、伺服使能，首次起弧点焊缝定位，数据处理单元计算首次焊接位置设定值并通过采集通讯单元将设定值传送至plc，plc控制物料移动至首次焊接位置，定枪起弧正常后，启动焊接，物料按照s1调取工艺进行焊接操作，依次进行焊接直至最终焊缝焊接完成。

22、本发明的有益效果是：

23、本发明的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，具备焊接过程工艺参数全开放管理，可自由选取每一个焊缝的类型，且该类型下的焊接参数可修改；同时每个焊缝类型和该类型的焊接参数可独立存储成一个工艺名称，实现按焊接工艺按已存储的工艺名称调取焊接参数；

24、本发明的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机控制方法，通过在钛合金自耗电极焊接制备过程中，引入开放式焊接参数管理，实现非圆型钛合金自耗电极制备焊接过程路径自主规划，进而升级为自动焊接，从而提升产品焊接质量一致性，减少人为焊接不确定性。

技术特征：

1.用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述人机交互单元(1)包括工艺输入管理模块、工艺调取模块、焊接控制模块、参数记录模块、冷却水控制模块、真空及压力控制模块。

3.根据权利要求2所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述工艺输入管理模块用于对工艺配方数据库中任意一个已存储工艺名称所对应的工艺参数进行修改、新增、删除，进行工艺配方数据库中工艺名称的新增或更新管理；

4.根据权利要求3所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述工艺参数包括焊接参数管理(4)和焊缝参数管理(5)，所述焊接参数管理(4)包括定枪焊缝选择、焊面选择、对应焊面的焊缝类型选择、焊接参数设定；所述焊接参数设定包括组拼数量、焊缝数量、焊接电流、焊接电压、氩气流量参数的设定；

5.根据权利要求3所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述参数记录模块，用于将数据处理单元(2)中的历史存储数据进行线条图显示，同时将工艺输入管理模块、工艺调取模块、焊接控制模块、冷却水控制模块、真空及压力控制模块中对批号焊接物料进行的所有操作动作记录到对应批号文件下并归档，生成历史数据记录文件。

6.根据权利要求3所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述冷却水控制模块用于控制系统冷却系统运行，包括系统冷却水开关控制、焊接过程中的冷却水温度和流量的实时监控；当数据处理单元(2)中冷却水脚本程序判断温度或流量异常时，通过采集通讯单元(3)控制plc终止焊接保护设备安全，同时通过数据处理单元(2)报警服务进行报警提示。

7.根据权利要求3所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述真空及压力控制模块，用于自动焊接前炉室压力及炉室压升率的控制，具体为：自动焊接前，真空泵组将炉室压力抽至设定值，测量压升率并存储至参数记录模块中对应的批号文件下，同时数据处理单元(2)中的充氩控制脚本程序按照设定压力充入氩气，到达设定压力状态后自动关闭阀门，压力数据存储至数据处理单元(2)中实时历史数据库中；若压升率不满足设定时，通过数据处理单元(2)中报警服务弹窗提醒。

8.根据权利要求3所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述焊接控制模块由数据处理单元(2)中的焊接控制脚本程序，通过读取采集通讯单元(3)中数据变量条件，按焊接工艺调取模块的数据进行执行操作，并将执行结果通过采集通讯单元(3)传输给焊接设备，同时通过数据处理单元(2)中的报警服务对焊接过程中的参数异常进行报警。

9.根据权利要求8所述的用于钛合金电极制备自动焊接装置的上位机，其特征在于，所述焊接控制模块包括焊接定枪选择、伺服使能、焊接区域选择、起始和终止焊缝输入、焊接启动按钮、终止按钮、实时工艺参数显示，所述的起始和终止焊缝输入与所述的焊接定枪选择激活通过数据处理单元(2)中的焊接控制脚本程序互锁，焊接终止按钮包括终止当前焊缝功能、终止当前工艺功能。

10.如权利要求3-9任意一项所述的用于钛合金自耗电极制备的自动焊接装置的上位机控制方法，其特征在于，步骤如下：

技术总结本发明公开的用于钛合金自耗电极制备的自动焊接装置的上位机，包括：人机交互单元用于设备运行状态、焊接控制参数的显示及修改；数据处理单元用于操作工艺配方数据库、脚本程序运行、报警服务的运行，将人机交互单元的显示数据进行存储为实时历史数据库并进行状态监测、逻辑互锁判定、参数计算，将结果发送给采集通讯单元，接收采集通讯单元与PLC交互的数据实际值；采集通讯单元用于对人机交互单元和数据处理单元中需要与PLC交互的变量进行数据分组归类，将数据处理单元发送的数据处理结果传输给PLC。本发明的上位机及控制方法，采用预输入工艺调取方式，焊接过程参数全开放管理，焊接过程路径自主规划，实现不同焊缝类型的自动焊接。技术研发人员：李兆凯,同朴超,赵培琪,曹轶轲,祁毅力,生斌,刘俊,罗文忠受保护的技术使用者：西部超导材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10