管道自动焊接机控制系统的研究

论文摘要

在电力、石油、化工和锅炉等行业中的焊接生产中，全位置管道自动焊接机是一种重要的专用焊接设备，研制该设备的关键是控制系统的设计。本文根据分布式计算机控制系统的使用范围，并结合管道全位置焊接需要控制的参量多和实时性强等特点，选择分布式计算机控制作为整体控制方案。针对控制系统的通讯任务，设计了主从机之间的串行通讯网络和各从机间的同步控制网络，并制定了统一的信息格式和通讯协议；考虑焊接现场干扰强的特点，采用数据个数、参数类别和异或数三重校验方式，以确保多机通讯可靠。本焊接机主机的数据系统和操作系统采用图形模式下的汉化菜单作为接口，主机的数据系统和操作系统均采用C语言编程；全部焊接参数都被固化在主机的数据库中，并预先定义了常用的焊接参数，每一参数根据不同工艺给定了参数选择范围，全部数据和命令可用鼠标输入和改变；另外，为便于焊接现场对焊接参数的实时控制，设计了远控盒。本焊接机利用单片机硬件与软件双重反馈控制脉动送丝与钨极摆动系统，具有工作稳定，抗干扰能力强的特点，能够满足厚壁管全位置焊接工艺要求。本焊接机采用脉动送丝和钨极摆动TIG焊工艺，接头机械性能符合工艺要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 计算机技术在焊接自动化中的应用
• 1.2 国内外全位置管焊设备发展现状
• 1.3 本课题的研究内容及意义
• 第2章 系统组成和技术要求
• 2.1 控制系统总体方案的选择
• 2.2 系统的设计要求
• 2.2.1 主机系统的设计要求
• 2.2.2 各个控制单元的设计要求
• 2.3 本章小结
• 第3章 计算机间的通讯
• 3.1 通讯系统的硬件组成
• 3.2 多机通讯的实现
• 3.2.1 数据帧的格式
• 3.2.2 命令帧的格式
• 3.2.3 多机通讯
• 3.3 通讯协议的制定
• 3.3.1 通讯碰撞的避免
• 3.3.2 容错的实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 主机功能的实现
• 4.1 主机的数据系统
• 4.1.1 焊接参数的数据结构
• 4.1.2 数据系统的具体实现
• 4.2 主机的操作系统
• 4.2.1 主机与从机的数据传送
• 4.2.2 操作系统的具体实现
• 4.3 本章小结
• 第5章 远控盒的设计
• 5.1 远控盒硬件电路的设计
• 5.2 控盒的软件设计
• 5.2.1 远控盒控制软件主程序的设计
• 5.2.2 液晶显示的设计
• 5.3 接收和发送程序设计
• 5.4 本章小结
• 第6章 机械动作的控制
• 6.1 钨极摆动控制系统
• 6.1.1 钨极摆动行为分析
• 6.1.2 钨极摆动控制软件的实现
• 6.2 脉动送丝控制系统
• 6.2.1 送丝行为分析
• 6.2.2 送丝速度的控制
• 6.3 全位置焊接重力作用下弧长调节器受力分析
• 6.4 弧长调节可变增益 PID控制器的设计
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 工程硕士研究生个人简历