摩擦焊形变热处理系统的研究与开发

针对目前石油钻杆摩擦焊接头塑韧性差、生产效率低等问题,根据石油钻杆摩擦焊接过程的特点和形变热处理原理,提出了石油钻杆形变热处理摩擦焊工艺,实现了摩擦焊接过程和形变热处理过程的统一.通过改装基于自主研发的摩擦焊机主轴系统,设计研制了形变热处理装置、控制系统以及回火系统,开发了具有形变热处理功能的混合型摩擦焊机.基于PLC...     

液压式线性摩擦焊机及其单片机控制系统

线性摩擦焊机作为研制高推重比航空发动机整体叶盘的关键设备,其焊接工艺和适应性在很大程度上取决于控制系统的技术水平。简要论述了线性摩擦焊机的机械系统与液压系统的工作过程,着重讨论了焊机单片机控制系统的硬件系统、控制方式和软件流程。系统充分发挥了单片机的特点,可方便设定、采集、显示和存储焊接参数及数据。现场调试结果表明,整个系统设计合理、功能齐全、操作方便,完全满足焊接技术的要求,有着重要的工程应用价值。     

摩擦焊接过程PLC闭环控制系统

为提高摩擦焊接过程参数控制精度,降低控制系统成本,以PLC为控制平台,配合必要的A/D、D/A模块以及电液比例控制单元,建立了摩擦焊机PLC闭环控制系统,并开发了相应的闭环控制软件和人机界面.该系统具备摩擦焊接过程顺序控制功能和轴向压力闭环控制功能.测试表明,该系统闭环控制周期16ms.经实际生产表明,可以稳定用于摩擦焊接生产,摩擦压力和顶锻压力的控制精度可达5%.     

Ti—Cu电阻钎焊微机控制器研制

依据Ti-Cu电阻钎焊工艺,结合单片机的构成,进行电阻钎焊数字控制系统的软、硬件设计.所研制的样机具有焊接参数预置、记忆、锁定以及焊接电流、电压和最高焊接温度数显等功能,达到了焊接过程中自动控制的目的.应用过程中该控制器表现出良好的稳定性、可靠性和适应性.     

搅拌摩擦焊接监控系统设计

基于对搅拌摩擦焊接过程的分析,设计了搅拌摩擦焊接专用的状态监测系统及控制系统.监控系统的软件结构采用开放系统结构设计,利用设计的上位机软件可以对焊接参数及监测量的记录存储,并对其进行统计分析,方便试验人员建立焊接过程的精确数学模型、优化焊接参数和研究焊接的智能控制算法,监控系统的实现提高了焊接自动化程度.     

基于NIOSⅡ的焊枪摆动控制系统设计

研制了一种基于NIOSⅡ的焊枪摆动伺服控制系统,介绍了该系统的组成、结构及特点以及控制系统的硬件电路和软件流程.系统采用NIOSⅡ软核处理器作为控制核心,根据控制器多路开关所设定的焊接摆动方式控制行走电机和焊枪摆动电机的运动,使两者有机结合以实现设定的焊接摆动方式.实验结果表明该系统能够实现设计要求,实时控制速度快,具有广泛的应用前景.     

机器人搅拌摩擦点焊系统设计

搅拌摩擦点焊是一种新型固相焊接技术,机器人焊接是焊接制造业的主要发展方向,将搅拌摩擦点焊与机器人相结合,通过加工相应的焊接装置以及增加机器人的承载能力,设计完成机器人搅拌摩擦点焊装置,实现对搅拌针的精确控制。机器人搅拌摩擦点焊的控制系统是将机器人控制系统和搅拌摩擦点焊控制系统结合,在焊接过程中二者既能独立运行,又相互联系,实现搅拌摩擦点焊装置与机器人协同工作模式,从而实现无间断循环的焊接过程,提高焊接效率。通过实验对比分析机器人搅拌摩擦点焊与传统龙门式搅拌摩擦点焊焊接的工件表面成形和焊点力学性能,结果表明:机器人搅拌摩擦点焊系统实现了复杂结构工件的焊接,表面成形良好,无明显的焊接缺陷,且焊点结合强度与龙门式相当,机器人搅拌摩擦点焊系统具有良好的焊接性能。     

旋转电弧窄间隙焊接系统的单片机控制研究

根据旋转电弧窄间隙焊接系统的功能要求,提出了旋转电弧窄间隙焊接系统单片机控制设计方案,设计了以PIC16F877A单片机为控制核心的主控电路、电机转速检测与显示电路以及引弧控制电路,实现了焊接功能参数预设调节、焊接过程控制、引弧控制以及电机转速的实时检测与数字化显示。另外,对控制系统进行了仿真调试和焊接试验,试验结果表明:该控制系统设计合理,硬件电路简单可靠,系统软件运行稳定高效,达到了设计要求。     

摩擦焊计算机闭环控制系统的研究

采用电液比例技术,研制了摩擦焊计算机闭环控制系统,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制及主轴转速、轴向缩短量的实时检测.生产现场数据统计分析表明,该系统具有较强的抗干扰性和良好的可靠性.并已在石油钻杆的生产中得到应用.     

基于PLC的电渣炉电极焊控制系统

结合目前电渣炉电极焊接生产中存在的常见问题,研制了新型的电渣炉电极焊控制系统。分析该控制系统的硬件组成和软件设计。该系统以可编程控制器PLC为核心,分别对焊枪枪头的位移控制系统、横臂移动控制以及焊接滚轮架旋转控制进行了程序设计;针对焊接工件与焊枪枪头导电嘴之间距离难以控制的情况,设计了采用焊接电流闭环控制的模糊PID控制算法。     

基于PLC控制的回抽式无匙孔搅拌摩擦点焊系统

回抽式无匙孔搅拌摩擦点焊系统根据其点焊工艺,采用软硬件相结合的方式进行系统设计。通过设计针肩分离式搅拌头解决机构问题,给出了搅拌头的设计形式,同时采用PLC、HMI、伺服电机和电流传感器等主要器件,介绍了电气原理、程序流程、PLC主要程序指令和HMI操作界面。通过PLC与伺服电机的闭环控制技术,以及PLC与MHI实时通讯技术实现了对该系统方便、可靠、精密的控制。目前,该系统已成功获得生产和科研应用,运行结果表明该系统运行稳定、可靠,效果良好。     

基于PLC的电渣焊焊丝摆动控制系统的研制

利用PLC技术实现了电渣焊焊丝摇动系统的控制;根据设备的技术要求设计了系统硬件和PLC应用软件,该系统已用于自制双丝电渣焊设备。在实际生产中的应用表明：该控制系统的软硬件设计合理,满足生产要求。     

基于PC-PLC通信的摩擦焊机网络控制系统

为适应目前工业控制系统网络化的发展,降低控制系统成本,建立了一种摩擦焊机网络控制系统,并进行串口通信实时性和稳定性的研究。主控制站采用工业控制计算机(IPC),从控制站采用三菱FX系列可编程控制器(PLC),计算机闭环控制过程中的开关量信号通过串口通信在两站间实时传送。测试结果表明:网络性能与串口通信程序的优化程度、PLC性能和通信速率密切相关。若采用FX3U PLC,通信速率115.2 kbps,通信过程约在5.8 ms完成。现场应用表明,采用此网络控制系统,摩擦焊机系统的运行速度高、投资小、系统运行稳定可靠。     

TIG焊熔宽的自整定PID闭环控制系统的研究

对于焊接过程中常出现各种干扰,焊接条件时有变化的TIG自动焊而言,改进传感方法和控制技术是提高焊缝质量闭环控制系统控制效果的两大途径。本文在对采用CCD摄像机正面拍摄熔池图像并用微机进行图象处理,以及对参数在线自整定PID控制原理的研究基础上,设计了一种TIG焊参数在线自整定PID熔宽闭环控制系统。实验结果表明,该系统具有良好的控制特性和对焊接条件变化的适应性,可用于TIG焊焊缝质量的实时控制。     

基于DSP的双丝数字化逆变电源设计

双丝焊接是一种高效节能、优质经济的焊接工艺方法,能够提高焊接生产效率和焊接质量。确定了双丝焊数字化电源的总体方案,设计了两台并行的IGBT全桥逆变主电路的拓扑结构和以TMS320F2808 DSP为核心的硬件控制系统,通过测试平台对系统进行全面测试,测试表明所设计的硬件系统能稳定运行。     

电子束焊机数字化控制系统

以PCI数据采集与运动控制卡为控制核心,设计了一套电子束焊机数字化控制系统。系统通过PCI数据采集卡和运动控制卡实现了采样的模拟量输入、给定的模拟量输出、开关数字量的输入、开关数字量的输出、串口数据的采集以及伺服电机的闭环控制。设计出相应的软件控制系统,使电子束焊机具备了真空操作、焊接操作、运动控制操作、工艺参数管理、焊接实时数据的采集与处理以及日志管理等功能,实现了电子束焊机的数字化控制。在此基础上实现焊接工艺数据库的专家系统及多台电子束焊机的网络化管理。     

基于PID算法摩擦焊机移动速度闭环控制系统研究

在C32摩擦焊机主轴转速确定的条件下,为了精确控制摩擦焊接缩短量,在满足形成良好的焊接接头的条件下达到材料最大化利用,设计一基于PID算法的摩擦焊机闭环控制系统。在AMESim中对闭环控制系统有无PID参数进行仿真分析,并在C32摩擦焊机上对仿真结果进行试验验证。结果表明:在主轴转速确定的条件下,PID算法下的摩擦焊机闭环控制能在精确控制摩擦焊接缩短量的前提下更好地保证焊件的优越性能。     

基于ADuC812的多功能脉冲氩弧焊电源控制系统研究

介绍了以ADuC812为控制核。的逆变多功能脉冲氩弧焊接控制系统，及其软件调试和硬件设计的特点分析了整个控制系统的结构、特点和原理，实现了众多规范参数的数字化设置、调节和控制．改善了人机交互性能。实验表明：该控制系统能够实现对焊接规参数的精确控制，为实现精密焊接奠定了基础。     

基于混合信号FPGA的脉冲MIG焊接电源数字控制系统

针对脉冲MIG焊中采用模拟电路控制方法时可靠性差、精度低、灵活性差、部分工艺区间的工艺效果不理想等缺点,设计了基于混合信号FPGA的数字控制系统,采用变基值时间的弧长控制策略,实现了脉冲电流的输出与焊接孤长的稳定控制.焊接结果表明,所设计的基于混合信号FPGA的脉冲MIG焊接电源系统动态响应快、可靠性高,焊接过程弧长稳定,焊缝质量较高.     

基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统

针对脉冲GMAW焊工艺要求,采用32位数字信号处理器TMS320F2812建立了基于DSP的数字化控制系统,实现了电流和弧长的双闭环全数字控制,取得了良好的控制性能.控制系统利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了软开关主电路四路移相PWM信号的直接数字化控制.给出了系统控制原理及程序流程图,脉冲峰值和基值阶段采用变参数的数字PI控制,使得电流快速跟随给定信号,同时采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制.结果表明,所设计的脉冲GMAW焊全数字控制系统满足设计要求,输出电流波形一致性好,可以实现快速、稳定的弧长调节,焊接过程稳定,焊缝成形美观.