基于西門子PLC的激光焊接裝備控制系統設計

時云 趙凱 侍倩 杜洋 趙維剛

摘要：目前國內激光焊接設備普遍采用基于嵌入式板卡的控制方法，具有穩定性低、多軸聯動效果較差等缺點。設計了基于西門子PLC的高穩定性、高精度的標準激光焊接設備控制系統，突破了任意平面插補曲線的編譯和導入等關鍵技術，實現任意兩軸間的直線和圓弧插補運動控制，具備任意曲線文件導入解析以及G代碼在線編譯功能，滿足裝備加工需求。

關鍵詞：激光焊接;PLC;插補曲線;在線編譯

中圖分類號：TG113 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）07-0122-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.07.19

0 前言

激光焊接技術屬于熔融焊接[1]，是以激光束為能源，使其沖擊在焊接接頭上以達到焊接目的的技術。激光焊接具有焊接速度快、深度大、熱影響區小、加工精密等優勢，被廣泛地應用于醫療電子設備、汽車工業、航空航天、電子元件等諸多行業中[2-3]。激光焊接以其高能束的聚焦方式，在焊接過程中能實現深熔焊、快速焊等其他焊接工藝較難實現的形式。

當前國內中小功率機床型激光焊接設備通常采用運動控制板卡+上位機的控制方式，具有成本低、開發簡單等優勢，但存在穩定性差、精度不高、曲線連接處焊縫質量差等缺點。文中針對五金、電氣柜、辦公家具、制藥機械等行業小型工件的焊接需求，基于工業PLC[4-5]研制了一款焊接精度高、柔性化程度高且性價比高的標準型激光焊接設備，可實現平面內任意曲線的平滑焊接，焊縫質量好，焊接材料覆蓋鋁合金、不銹鋼、銅合金、以及異種材料間的焊接等，焊縫形式包括對接焊、疊密封焊、直線焊縫、圓弧焊縫。……