复合钢板焊接法是复合管生产中一种重要的制造方式,在这种制造方式中,双金属复合管直缝的焊接是保证复合管材使用性能的关键步骤。目前,现有的直缝焊接机床还无法满足双金属复合管直缝焊接的自动化要求,而使用机器人焊接技术则具有较高的经济成本,故研发一种能满足双金属复合管直缝焊接要求的焊接设备对进一步推广复合管的市场应用具有重要意义。本文在对碳钢-不锈钢双金属复合管直缝焊接工艺分析的基础上,结合现有直缝焊接机床的功能特点,设计了一种能满足其功能要求的复合管直缝焊接机床。首先,根据双金属复合管直缝焊接工艺要求和待加工零件的结构特点,设计了复合管直缝焊接机床的总体结构和控制方案。将三点合缝原理应用到直缝焊接机床中,实现了复合管轴向开口的合缝与压紧,并可以有效减少工件变形的损伤。其次,根据复合管直缝焊接机床的控制功能要求,设计了以多轴运动控制器为核心,以触摸屏为人机交互界面的数控焊接控制系统。并以焊枪摆动伺服控制系统为例,建立了焊接机床中焊枪摆动伺服运动模块的数学模型,在MATLAB/Simulink下分析了机械系统刚度和传动间隙对伺服系统的影响。最后,针对本文设计的控制系统硬件电路,编写了触摸屏组态控制界面和运动控制器控制程序。通过在搭建的硬件实验平台中进行软硬件的联调,焊接机床控制系统设计合理,能够达到预期的控制要求。