基于实时信息的多功能焊接过程监测系统研究

发布时间：2023-11-25 01:58

　　随着国外的“工业4.0”国家战略和国内的“中国制造2025”生产发展规划的相继提出,各个领域的制造业都在加速转型升级,以适应未来工业发展趋势。焊接制造在工业革命中起到关键性作用,推动了整个制造业的发展。现代制造技术对焊接的发展提出了更高的要求,即依靠信息技术的发展,使焊接制造迈向智能化的道路。现阶段,对于电弧焊焊接过程的在线监测是焊接智能化的重要研究方向。众所周知,焊接加工过程十分复杂,影响因素众多,研究者对许多焊接参数变化规律和原理还没有完全了解。现阶段要得到焊接过程信息和判断焊接电弧稳定性,都是通过复杂的实验完成的,这会使得到的结果缺乏时效性,不利于大范围的生产实践,同时还会影响到生产效率,或者是采集过程繁琐,采集设备昂贵且安装困难,需要专业人员才能完成整个采集过程,十分不方便。本文以焊接过程中电信号数据为基础,开发了一套基于实时信息的多功能焊接过程监测系统。该系统由硬件和软件两个部分组成,其中硬件部分作用是实时采集焊接过程的电压与电流信号,并将数据传输给控制计算机做分析;软件部分主要作用是将收集的电流电压信号进行处理,利用统计方法对电信号进行统计分析,为电弧焊焊接质量分析提供指标...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 焊接智能制造的发展
        1.1.1 焊接的发展历史
        1.1.2 焊接智能制造
        1.1.3 焊接智能制造的发展趋势
    1.2 焊接过程监测的研究现状
        1.2.1 焊接过程图像的信息监测
        1.2.2 焊接过程电弧物理参数的信息监测
        1.2.3 焊接过程电参量的信息监测
    1.3 焊接过程监测存在的问题
    1.4 本课题研究的主要内容
第二章 焊接过程电信息的物理特性分析
    2.1 焊接电弧物理基础
        2.1.1 电弧的物理本质
        2.1.2 电弧中带电粒子产生
        2.1.3 焊接电弧的电特性
        2.1.4 焊接电弧的稳定性
    2.2 熔滴过渡过程与电信号的关系
        2.2.1 短路过渡
        2.2.2 滴状过渡
        2.2.3 喷射过渡
    2.3 焊接电信号的统计分析方法及其应用
        2.3.1 常见统计分析方法
        2.3.2 常见统计分析参数与图形
    2.4 本章小结
第三章 多功能焊接过程监测系统的硬件设计与开发
    3.1 系统硬件整体设计
    3.2 系统电信号采集模块设计
        3.2.1 电信号传感器的选择
        3.2.2 传感器外围电路设计
    3.3 送丝速度采集模块设计
        3.3.1 送丝速度测量系统结构
        3.3.2 送丝速度测量系统原理
    3.4 数据采集卡
        3.4.1 数据采集卡选型
        3.4.2 采集卡模拟量输入连接
    3.5 采集传感器模块的标定
        3.5.1 电参数传感器标定
        3.5.2 转速传感器标定
    3.6 系统硬件实物图
    3.7 本章小结
第四章 软件系统设计和开发
    4.1 虚拟仪器技术和LabVIEW
    4.2 编程基本结构设计
    4.3 数据采集统计模块程序设计
        4.3.1 采集程序设计
        4.3.2 数据统计模块
    4.4 焊工模块程序设计
    4.5 材料模块设计
    4.6 质量模块
    4.7 本章小结
第五章 多位置焊接条件下焊接过程的监测
    5.1 多位置焊接在工业应用中的地位
    5.2 多位置焊接过程电弧特点分析
        5.2.1 平焊
        5.2.2 横焊
        5.2.3 立焊
        5.2.4 仰焊
    5.3 多位置焊接过程监测的评价依据
    5.4 本章小结
第六章 焊接工艺稳定性的在线监测
    6.1 送丝稳定性监测
    6.2 焊接过程稳定性监测
    6.3 焊接材料工艺性的监测
    6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3867044