本發(fā)明屬于有色金屬加工設備，涉及用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，還涉及用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機控制方法。

背景技術：

1、鈦合金由于其低密度、高強度、良好的耐腐蝕性能、優(yōu)異的生物相容性等特點已廣泛地在航空航天、船舶、化工、生物醫(yī)療等領域應用。目前，鈦合金一次電極制備過程中仍需要使用等離子焊箱焊接電極塊，傳統(tǒng)的自動焊接工藝只能滿足外形為圓型電極塊焊接，而非圓型電極塊由于焊接試樣各異，難以實現(xiàn)自動焊接，常使用人工手動焊接，容易造成焊接質量不一致發(fā)生，從而影響產品質量。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，解決了現(xiàn)有技術中存在的對于非圓型電極塊自動焊接難實現(xiàn)的問題。

2、本發(fā)明的另一目的是提供用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機控制方法。

3、本發(fā)明所采用的技術方案是，用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，包括：

4、人機交互單元，用于設備運行狀態(tài)、焊接控制參數的顯示及修改；

5、數據處理單元，用于操作工藝配方數據庫、腳本程序運行、報警服務的運行，將人機交互單元的顯示數據進行存儲為實時歷史數據庫并進行狀態(tài)監(jiān)測、邏輯互鎖判定、參數計算，將結果發(fā)送給采集通訊單元，同時接收采集通訊單元與plc交互的數據實際值用于計算；

6、采集通訊單元，用于與plc進行數據交互，數據量程轉換，對人機交互單元和數據處理單元中需要與plc交互的變量進行數據分組歸類，根據分組設定不同刷新周期，診斷與plc的通訊狀態(tài)，同時接收數據處理單元發(fā)送的數據處理結果，并傳輸給plc。

7、本發(fā)明的特點還在于：

8、人機交互單元包括工藝輸入管理模塊、工藝調取模塊、焊接控制模塊、參數記錄模塊、冷卻水控制模塊、真空及壓力控制模塊。

9、工藝輸入管理模塊用于對工藝配方數據庫中任意一個已存儲工藝名稱所對應的工藝參數進行修改、新增、刪除，進行工藝配方數據庫中工藝名稱的新增或更新管理；

10、工藝調取模塊用于根據工藝名稱從工藝配方數據庫中調取相應的工藝及對應的工藝參數，同時輸入待焊接物料的批號，通過數據處理單元歸檔腳本程序生成以上述批號命名文件，并將批號文件在參數記錄模塊中進行數據記錄歸檔。

11、工藝參數包括焊接參數管理和焊縫參數管理，焊接參數管理包括定槍焊縫選擇、焊面選擇、對應焊面的焊縫類型選擇、焊接參數設定；焊接參數設定包括組拼數量、焊縫數量、焊接電流、焊接電壓、氬氣流量參數的設定；

12、焊縫參數管理包括x軸和y軸的使能選擇、x軸和y軸的速度設定、x軸和y軸的位移距離設定。

13、參數記錄模塊，用于將數據處理單元中的歷史存儲數據進行線條圖顯示，同時將括工藝輸入管理模塊、工藝調取模塊、焊接控制模塊、冷卻水控制模塊、真空及壓力控制模塊中對批號焊接物料進行的所有操作動作記錄到對應批號文件下并歸檔，生成歷史數據記錄文件。

14、冷卻水控制模塊用于控制系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)運行，包括系統(tǒng)冷卻水開關控制、焊接過程中的冷卻水溫度和流量的實時監(jiān)控；當數據處理單元中冷卻水腳本程序判斷溫度或流量異常時，通過采集通訊單元控制plc終止焊接保護設備安全，同時通過數據處理單元報警服務進行報警提示。

15、真空及壓力控制模塊，用于自動焊接前爐室壓力及爐室壓升率的控制，具體為：自動焊接前，真空泵組將爐室壓力抽至設定值，測量壓升率并存儲至參數記錄模塊中對應的批號文件下，同時數據處理單元中的充氬控制腳本程序按照設定壓力充入氬氣，到達設定壓力狀態(tài)后自動關閉閥門，壓力數據存儲至數據處理單元中實時歷史數據庫中；若壓升率不滿足設定時，通過數據處理單元中報警服務彈窗提醒。

16、焊接控制模塊由數據處理單元中的焊接控制腳本程序，通過讀取采集通訊單元中數據變量條件，按焊接工藝調取模塊的數據進行執(zhí)行操作，并將執(zhí)行結果通過采集通訊單元傳輸給焊接設備，同時通過數據處理單元中的報警服務對焊接過程中的參數異常進行報警。

17、焊接控制模塊包括焊接定槍選擇、伺服使能、焊接區(qū)域選擇、起始和終止焊縫輸入、焊接啟動按鈕、終止按鈕、實時工藝參數顯示，起始和終止焊縫輸入與焊接定槍選擇激活通過數據處理單元中的焊接控制腳本程序互鎖，焊接終止按鈕包括終止當前焊縫功能、終止當前工藝功能。

18、本發(fā)明所采用的另一技術方案是，上述用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機控制方法，步驟如下：

19、s1、工藝調取階段：在人機交互單元中輸入待焊接物料的批號，根據工藝名稱在工藝輸入管理模塊中調取工藝并核對，核對無誤后進入焊接準備階段；

20、s2、準備階段：裝入物料，檢查冷卻水控制模塊無異常報警，則打開真空及壓力控制模塊，按照設定值進行抽真空及充氬，當壓力到達設定值時，關閉充氬閥門；

21、s3、焊接控制階段：在焊接控制模塊的焊接界面，依次激活定槍選擇、伺服使能，首次起弧點焊縫定位，數據處理單元計算首次焊接位置設定值并通過采集通訊單元將設定值傳送至plc，plc控制物料移動至首次焊接位置，定槍起弧正常后，啟動焊接，物料按照s1調取工藝進行焊接操作，依次進行焊接直至最終焊縫焊接完成。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，具備焊接過程工藝參數全開放管理，可自由選取每一個焊縫的類型，且該類型下的焊接參數可修改；同時每個焊縫類型和該類型的焊接參數可獨立存儲成一個工藝名稱，實現(xiàn)按焊接工藝按已存儲的工藝名稱調取焊接參數；

24、本發(fā)明的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機控制方法，通過在鈦合金自耗電極焊接制備過程中，引入開放式焊接參數管理，實現(xiàn)非圓型鈦合金自耗電極制備焊接過程路徑自主規(guī)劃，進而升級為自動焊接，從而提升產品焊接質量一致性，減少人為焊接不確定性。

技術特征：

1.用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述人機交互單元(1)包括工藝輸入管理模塊、工藝調取模塊、焊接控制模塊、參數記錄模塊、冷卻水控制模塊、真空及壓力控制模塊。

3.根據權利要求2所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述工藝輸入管理模塊用于對工藝配方數據庫中任意一個已存儲工藝名稱所對應的工藝參數進行修改、新增、刪除，進行工藝配方數據庫中工藝名稱的新增或更新管理；

4.根據權利要求3所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述工藝參數包括焊接參數管理(4)和焊縫參數管理(5)，所述焊接參數管理(4)包括定槍焊縫選擇、焊面選擇、對應焊面的焊縫類型選擇、焊接參數設定；所述焊接參數設定包括組拼數量、焊縫數量、焊接電流、焊接電壓、氬氣流量參數的設定；

5.根據權利要求3所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述參數記錄模塊，用于將數據處理單元(2)中的歷史存儲數據進行線條圖顯示，同時將工藝輸入管理模塊、工藝調取模塊、焊接控制模塊、冷卻水控制模塊、真空及壓力控制模塊中對批號焊接物料進行的所有操作動作記錄到對應批號文件下并歸檔，生成歷史數據記錄文件。

6.根據權利要求3所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述冷卻水控制模塊用于控制系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)運行，包括系統(tǒng)冷卻水開關控制、焊接過程中的冷卻水溫度和流量的實時監(jiān)控；當數據處理單元(2)中冷卻水腳本程序判斷溫度或流量異常時，通過采集通訊單元(3)控制plc終止焊接保護設備安全，同時通過數據處理單元(2)報警服務進行報警提示。

7.根據權利要求3所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述真空及壓力控制模塊，用于自動焊接前爐室壓力及爐室壓升率的控制，具體為：自動焊接前，真空泵組將爐室壓力抽至設定值，測量壓升率并存儲至參數記錄模塊中對應的批號文件下，同時數據處理單元(2)中的充氬控制腳本程序按照設定壓力充入氬氣，到達設定壓力狀態(tài)后自動關閉閥門，壓力數據存儲至數據處理單元(2)中實時歷史數據庫中；若壓升率不滿足設定時，通過數據處理單元(2)中報警服務彈窗提醒。

8.根據權利要求3所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述焊接控制模塊由數據處理單元(2)中的焊接控制腳本程序，通過讀取采集通訊單元(3)中數據變量條件，按焊接工藝調取模塊的數據進行執(zhí)行操作，并將執(zhí)行結果通過采集通訊單元(3)傳輸給焊接設備，同時通過數據處理單元(2)中的報警服務對焊接過程中的參數異常進行報警。

9.根據權利要求8所述的用于鈦合金電極制備自動焊接裝置的上位機，其特征在于，所述焊接控制模塊包括焊接定槍選擇、伺服使能、焊接區(qū)域選擇、起始和終止焊縫輸入、焊接啟動按鈕、終止按鈕、實時工藝參數顯示，所述的起始和終止焊縫輸入與所述的焊接定槍選擇激活通過數據處理單元(2)中的焊接控制腳本程序互鎖，焊接終止按鈕包括終止當前焊縫功能、終止當前工藝功能。

10.如權利要求3-9任意一項所述的用于鈦合金自耗電極制備的自動焊接裝置的上位機控制方法，其特征在于，步驟如下：

技術總結
本發(fā)明公開的用于鈦合金自耗電極制備的自動焊接裝置的上位機，包括：人機交互單元用于設備運行狀態(tài)、焊接控制參數的顯示及修改；數據處理單元用于操作工藝配方數據庫、腳本程序運行、報警服務的運行，將人機交互單元的顯示數據進行存儲為實時歷史數據庫并進行狀態(tài)監(jiān)測、邏輯互鎖判定、參數計算，將結果發(fā)送給采集通訊單元，接收采集通訊單元與PLC交互的數據實際值；采集通訊單元用于對人機交互單元和數據處理單元中需要與PLC交互的變量進行數據分組歸類，將數據處理單元發(fā)送的數據處理結果傳輸給PLC。本發(fā)明的上位機及控制方法，采用預輸入工藝調取方式，焊接過程參數全開放管理，焊接過程路徑自主規(guī)劃，實現(xiàn)不同焊縫類型的自動焊接。

技術研發(fā)人員：李兆凱,同樸超,趙培琪,曹軼軻,祁毅力,生斌,劉俊,羅文忠
受保護的技術使用者：西部超導材料科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10