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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