机电焊一体化控制集成的研究

【摘要】当代，随着焊接所涉及的科学技术领域不断发展，当前社会对焊接生产效率，焊接产品质量和质量一致性要求不断提高，以及焊接产品生产中，人力成本越来越高和将人从恶劣的环境中解脱出来的需求促使着焊接向机械化自动化大步前进。本研究从实际出发，根据超薄板结构件焊接工艺要求，针对超薄板结构件微束等离子弧焊特殊焊接工艺的要求，提出从装配控制到整个从装配、起点/终点寻迹、跟踪、焊接四个过程，以DSP为主控处理器，对微束等离子弧焊机、超精密工装系统、基于视觉传感的精细焊缝跟踪系统的三个独立装备进行了集成控制的研究。包括（1）对基于PLC控制的高精度装配系统进行控制集成，包括对高精度（10-2mm）的定位机构，气动琴键式夹紧机构，及焊枪起落机构。（2）对焊缝起/终点寻迹系统进行硬件集成，包括对平稳运行的行走机构进行控制集成，对BOA智能相机进行硬件集成，并完成软件焊缝起/终点寻迹任务。（3）对焊缝跟踪系统进行控制集成，包括对集图像采集与处理于一身的BOA智能相机的控制集成，对平稳运行的行走机构控制集成，用A/D模数转换模块实时检测焊接速度，通过数模模块输出模拟电压控制焊接速度，并输出时钟序列控制二维调整系统，包括横向的焊缝跟踪电机，与竖直方向的电弧跟踪电机。（4）控制系统对参数可调的人机交互系统的控制，包括人机交互面板对输入信息的检测，实现对焊接速度的设定，键与开关扫描，并能根据设备不同的工作状态显示设备的运行状态和参数。本研究对每个被集成部分的硬件和软件进行集成，并完成了总集成系统的人机交互系统，实现了二维调整机构速度方向控制，控制器与视觉传感系统的通信等，并对焊缝跟踪过程中行走机构与焊缝横向调整步进电机的协同控制建立数学模型，为深入研究超薄板焊接工艺，为集成系统控制算法的进步一优化奠定基础，为微束等离子弧焊设备的自动化焊接工艺研究奠定基础。为高效率的生产和一致的焊接质量做保障。
【作者】任磊磊；
【导师】何建萍；
【作者基本信息】上海工程技术大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】机电焊一体化；DSP；控制系统；集成；

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