专利名称：自动控制焊接条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统，更具体而言，所涉及的自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统，其中的许多控制器用一种统一的方式管理，并且每个控制器都具有专用中央处理单元。从而使每个控制器都具有与控制器的特性相适应的程序和诊断功能。
背景技术：
通常，在海洋和地面的管道焊接中，管道在焊接处直接焊在一起。在大型管道的焊接中，管道可以在一个稳定焊炬作用下旋转时焊接在一起。但是，这种传统方法的问题在于，将焊炬固定在焊接处以及安装旋转大型管道的设备是很困难的。
为了解决上述的问题，开发了一种轨道焊接架，此焊接架可以绕管道旋转将管道焊接在一起。但是，大部分这种传统的轨道焊接架尺寸较大，重量大于500kg。因此，传统轨道焊接架的问题在于难于绕工作点移动，而必须将焊接架移到预定的焊接位置进行焊接。
现在，已经开发出或正在开发操作者容易移动的轨道焊接架，并已应用到气体保护金属极电弧焊、保护金属极电弧焊和钨电极惰性气体保护焊。
数字焊接架控制系统的优点在于，它不受恶劣环境和周围温度的影响，并且具有各种功能，如控制马达、焊机、和振动，将焊接工艺条件存储在数据库中，用预先存储的程序有效地操作系统。做成产品并公开在专利文件中的数字焊接架控制系统，可提供各种功能，如自动焊接工艺条件控制、振动控制和焊机控制，并可以成功的进行实时控制。但是，这种传统的数字焊接架控制系统只有一个数字主控制器，因此当主控制器失灵时，整个控制系统必须停下来处理此故障。此外，传统的数字焊接架控制系统的缺点是它不能满足各种焊接工艺条件，这是由于焊接是在预先编程的单个功能的基础上进行的，而且因为主控制器的程序要监视和控制赋予系统的所有功能，所以程序的复杂性增加了。
发明内容
因此，本发明考虑到出现在现有技术中的上述问题，本发明的目标是提供一种自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统，其中用统一的方式管理多个控制器，并且每个控制器都有其专用的中央处理单元，从而使每个控制器都有适合控制器特点的程序和诊断功能。
为了实现以上目标，本发明提供了一种自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统，此系统包括一个数据库的主控制器、一个远端控制面板控制器、一个焊机和工艺条件控制器，振动和移动的运动控制器、以及一个用来管理各控制器的存储器的数字信号处理控制器；其中每个控制器内部都有一个中央处理单元和一个双端口随机存取存储器，从而可以通过VME(Versa Module Eurocard)总线共享相邻的中央处理单元和存储器。
附图简述结合附图，从以下的详细描述中，可以更清楚地理解本发明上述的和其他的目的、特点和优点，其中
图1是焊接架及其运动的透视图；图2是一个框图，显示了存储器由一个数据库、一个主控制器和一个数字信号处理控制器共用的情况；图3是根据本发明的焊接架控制系统模块图；图4是装有本发明焊接架控制系统的焊接系统透视图；图5远端控制面板控制器的模块图；图6是振动和移动控制器的模块图；图7是振动和移动控制器；图8是本发明中操作焊接架控制系统的过程的流程图。
优选实施例的详细描述图1是焊接架的透视图，此焊接架装有两个焊炬。每个焊炬与双轴运动单元的机械部分相连。焊接架包括一个可以在焊接方向上移动两个焊炬的移动轴。
图2是一个简图，显示了存储器由一个数据库、一个主控制器和一个数字信号处理控制器共用的情况。在这种情况下，通过主控制器将焊接数据发送到双端口随机存取存储器，并将发送的数据存储在双端口随机存取存储器中。控制焊接工艺条件、焊机和运动的数据存储在双端口随机存取存储器中，数字信号处理控制器将所有数据发送到安置在其他控制器中的双端口随机存取存储器中。
图3是根据本发明的焊接架控制系统模块图。焊接架控制系统包括一个数据库的主控制器1，一个远端控制面板控制器2，一个焊机和工艺条件控制器3，用于振动和移动的运动控制器4和5，一个用来管理各控制器的存储器的数字信号处理(DSP)控制器6。每个控制器2、3、4和5内都有一个中央处理单元(CPU)。此外，每个控制器1、2、3、4、5和6都有一个双端口随机存取存储器(RAM)8，从而可以通过VME总线9共享相邻的各个CPU7和存储器。
DSP控制器6的功能是在同一时间接收主控制器1的所有数据。此主控制器开始时存储从笔记本电脑或个人计算机发送来的操作系统的数据，DSP控制器将所有接收的数据发送到控制器1、2、3、4和5中的各个双端口RAM8。当操作者在焊接管道时需要修改预先编程的数据时，可以通过远端控制面板控制器2中实现的各种功能修改数据，并且修改的数据通过远端控制面板控制器2发送到DSP控制器6。发送的数据被存储在各个双端口RAM的一个存储区中，DSP控制器6将修改的数据发送到所有控制器的各个双端口RAM8中。具有独立功能和程序的控制器1、2、3、4、5和6的各个CPU7可以识别发送的数值，将预先编程的值与发送的数值相比较，并通过操作者实现允许修改数值的具体的功能。
远端控制面板控制器2，如图5所示，包括一个远端控制面板、一个CPU和一个通信板。远端控制面板包括许多用来将管道焊接在一起的开关，CPU通过实时检查开关等的操作确定选择哪个开关。开关产生的信号通过通信板发送到DSP控制器6。通信板具有不同的功能，它允许将数据传送约2km的距离。应用此功能，当焊接海洋或地面的管道时，远端控制面板应用在进行焊接操作的位置，而远端控制面板控制器可以放置在距离焊接点很远的控制室中。
数据库的主控制器1，如图2所示，用来接收从外部设备发送的应用到焊管的数据。发送的数据首先存储在硬盘中，再存储到DSP控制器和共享双端口RAM中。
如图6所示，是一个振动和移动控制器。它包括振动和移动控制器、桥接电路、编码器信号检测电路、一个CPU和液晶显示器(LCD)。桥接电路用来将驱动电压施加到应用脉宽调制(PWM)的驱动马达上，并通过运动控制器产生马达的方向信号。编码器信号检测电路检测由马达旋转产生的编码信号。CPU实时地将马达中与驱动相关的变量、各种运动函数的初始值和修改值发送到运动控制器。除了DSP控制器的自检功能，LCD本身也可检查主板的状态。
如图7所示的焊机和工艺条件控制器3，具有根据外部传来的关于角度的焊接工艺条件控制外部焊机的功能。焊接工艺条件由每个焊炬的焊接电流/电压以及非脉冲模式的送丝速度确定，或由脉冲模式的峰值电流、基本电流、脉冲宽度和脉冲频率确定。控制焊机时，实际焊接工艺条件根据上述设定的焊接数据被反馈控制到所设置的数值。信号通过隔离放大器连接，与外部设备的控制器电隔离。基本数据，是用来自动控制关于角度的焊接工艺条件和监视焊接质量的，基本数据是通过角度传感器测量角度得到的，从而可以控制焊接工艺条件并测量影响焊接质量的焊接速度。所测的数据被存储在相应控制器的双端口RAM中，存储的数据通过DSP控制器传送到主控制器。主控制器将传送的数据存储在硬盘中，并利用存储的数据获得焊接数据的趋势。图8是用角度和焊机自动控制焊接工艺条件的过程的流程图。
控制器的结构如上所述包含其各自的CPU，因此可以根据这些控制器的特性分别构造程序。因此避免了包含单个控制器的系统中程序的复杂性，从而可以减少在控制器的开发中编写程序所需要的时间。此外，每个控制器都装有双端口RAM，用来共享CPU和存储器以及存储程序的存储器。对于一般的RAM而言，只能在一个方向读写数据；而双端口RAM可以在两个方向读写数据。可以通过位于右侧和左侧的CPU独立地访问双端口RAM的存储器。
DSP控制器管理所有的数据以共享存储器，DSP控制器控制所有与焊机操作相关的数据，例如所有的焊接工艺条件、检测到的焊接信号、在远端控制面板上设置的焊接模式和信号，DSP控制器还要应用双端口RAM将数据发送到CPU。各个CPU应用固定在主板上的双端口RAM来存取执行其独立程序的变量，并用发送的数据执行程序。
如上所述，本发明提供了一种自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统，其中每个控制器都具有专用的CPU，而存储器是共享的，从而使得管道焊接系统中复杂的焊接程序易于实现。
也就是说，可以避免包含单个控制器的系统中程序的复杂性，从而可以减少在开发控制系统中编写程序的时间。
虽然为了说明的目的，公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员可以理解，在没有偏离本发明所附的权利要求书所限定的范围和精神的情况下可做出各种修改、补充和替换。
权利要求
1.自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统，包括一个数据库的主控制器、一个远端控制面板控制器、一个焊机和工艺条件控制器、用于振动和移动的运动控制器，以及一个用来管理各控制器的存储器的数字信号处理控制器；其特征在于，每个控制器内部都设有一个中央处理单元和一个双端口随机存取存储器，从而可以通过VME总线共享相邻的中央处理单元和存储器。
全文摘要
这里公开了一种自动控制焊接工艺条件并实现振动的自诊断型焊接架控制系统。焊接架控制系统包括一个数据库的主控制器、一个远端控制面板控制器、一个焊机和工艺条件控制器、用于振动和移动的运动控制器，以及一个用来管理各控制器的存储器的数字信号处理控制器。每个控制器内部都具有一个中央处理单元和一个双端口随机存取存储器，从而可以通过VME总线共享相邻的中央处理单元和存储器。
文档编号B23K9/127GK1403236SQ0212745
公开日2003年3月19日 申请日期2002年8月2日 优先权日2001年9月3日
发明者文炯淳, 权赫俊, 朴永轸, 金钟准, 禹炳奎, 金容伯 申请人:现代重工业株式会社