引言
激光焊接控制系统在进行设备焊接时，通常选择熔融的方式，将激光束作为焊接过程当中的主要能源，以其作为主要冲击能量作用在设备的焊接接头上进行具体焊接。激光形式的焊接技术具有诸多优点比较突出的便是其高速的焊接速度，较强的焊接效率，较大的焊接深度以及较高的焊接精度，凭借以上优势，激光焊接设备当前已经广泛应用于各大行业，尤其是航天产业与电子制造业应用最为普遍。激光焊接同普通焊接方式区别最大的一点便是其能够实现较大难度的焊接，对于深熔焊以及快速焊方式也能高效实现，其高能束的激光聚焦形式优势十分明显。当前各类机床类型的焊接设备不仅成本很低，而且技术开发难度不大，具体采用的是上位机同运动系统控制板相结合的方式，但是这类焊接设备同样存在一定的缺点：焊接质量难以控制，精度低，稳定性差。本文主要针对激光焊接在各个行业的具体应用情况以及具体需求，对基于PLC的焊接设备设计展开研究，要求既具有较高的焊接质量，同时焊接精度较高且能够保证一定程度的柔化效果，以实现各个平面之间的平滑焊接，尽量少留焊缝，并且在不同的焊接材料之间例如不锈钢与铝合金，均能实现高质量焊接。该种焊接设备不仅在焊接时能够保证高性能，并且能够确保焊接完成后焊件不会发生变形，始终保持较高的强度，减少后期维护所使用的成本。
二.激光焊接装备控制系统总体设计方案基于PLC的激光焊接控制系统主要构成包括运动板卡、数控系统以及PLC，板卡在运动控制当中的作用非常关键，通过板卡可以完成系统的软件编程工作，灵活性非常强，并且能够自定义软件接口，除此之外，板卡还能够通过软件编程模块完成系统外部图形的具体提取，以保证两轴之间所形成的插补直接由直线与圆弧共同组成，特别需要注意的一点是，软件系统在进行开发时所耗费的时间较长。数控系统由于其开发成本较高且周期较短，另外在设计人机界面时形式较为固定，因此较为适合设计后期进行优化过程中使用。因此为保证开发成本、周期、稳定性各个方面实现均衡性设计，经过综合考虑选择西门子生产的PLC参与设计，并将其作为控制核心，以实现传感器部分以及激光器，逻辑部分还有直线轴的综合控制，并且可以最终达成四轴联动。基于西门子PLC进行设计的激光焊接控制系统主要可以完成两轴甚至三轴的圆弧包括直线的插补，另外该系统还可以使用G代码完成软件编程与编译工作，还可以满足各类曲线文件向系统内部的导入以及相关提取与解析功能，除此之外，还控制系统能够实现人机交互，并能对具体数据信息完成相关的自动存储与控制，并面向各个参数提供修改与分析，并对实时状态信息完成显示。
2.1 电气系统设计方案
激光焊接控制系统的主要形式是上位机同PLC相结合，主要以西门子PLC作为核心模块，并应用QT平台完成相应人机界面的设计以及开发并完成对数据信息输入部分的模拟操作以及输入输出各部分的配置与控制。对电气系统进行综合控制，总线伺服电机包含系统设计的所有电机设备，并通过控制总线完成相关三轴设备的运动协调，使用西门子生产的I/O控制部分对激光器进行相关功率的细节调整，各类开关信号在进行采集时通常选用数字信息输入模块，而焊接控制系统的蜂鸣器以及电阀类设备部件论应用数字信息的输出模块完成采集与分析，另外系统的软件平台也选用的是西门子旗下的相关软件，并对系统信息完成分析、编码与调试。
2.2 电气系统关键部件选型
电气系统在进行设计时始终以西门子PLC作为根本控制核心，由CPU完成对运动系统控制、安全控制以及标准控制的全面结合与协调，不仅能够在实际应用时发挥出二轴甚至三轴的插补，并且系统各项配置十分灵活，在进行相关拓展时难度较小，能够实现多方位的发展。电气系统的关键部件选型如下：使用PROFINET完成对西门子驱动器的控制与连接，并使用TIAPORTAL作为基本控制与驱动设备，并使用HMI对系统信息完成调试，由凸轮编辑器、运动轨迹以及控制面板完成系统的各项组态以及相关调控，另外使用面向对象的控制形式，对整体系统完成运行于维护，并在极大程度上对设备制造商的工作进行简化。 2.3 控制系统
将整个系统控制分为以下几个部分：数据存储部分、软件代码实现部分、运动调控部分、激光调控部分以及系统界面显示部分。由以上各个部分共同组成激光焊接控制系统，在这之中运动调控以及激光调控这两部分主要由PLC进行负责，除此之外的各个模块则需要通过上位机对其进行二次开发，进而保障各个模块设计的顺利进行。气氛控制同激光调控这两大模块的实现方式主要依赖于数模转换的输入以及输出部分。
三．激光焊接装备控制系统设计的软件模块实现 3.1 运动控制模块软件开发
控制系统的运动控制部分设计完成后能偶实现对直线与圆弧等多轴插补，另外圆弧与圆之间的焊接也可以高效完成，经设计实验，设计完成的运动控制模块能够对同一平面内的任意曲线之间完成焊接操作，焊接的形式可分为两种，分别是寻点式和任意式。
3.2 G代码文件的导入与解析
该解析以及导入模块实现的主要功能便是对G代码文件进行读取、分析与编译，并对输入的数据信息进行加工，得到相应的数据曲线，在解析结束后由TCP/IP协议将数据信息及时传送至下位机，并由运动控制模块完成后续处理。
四．结语
基于西门子PLC的激光焊接装备控制系统设计不仅具有非常强的稳定性，还能够在实际应用时始终保证焊接的精度与效率。另外该系统能够实现多种类型的插补操作，并能够通过任意路径完成相关数据信息的导入语分析，灵活性非常强，除此之外，该系统还能够完成系统信息的实时状态监控，对可能出现的各类故障信息完成相应的排除，因此当前在各行各业当中的应用均十分广泛，未来也会拥有十分巨大的发展前景。
参考文献
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