基于PLC控制的自动环缝焊机

为了解决液力变矩器制造过程中上盖和泵轮的焊接质量问题,开发了基于PLC控制的自动环缝焊机,结合该设备技术要求、主要参数、工作原理和液力变矩器上盖和泵轮的焊接工艺流程和控制要求,给出了其控制系统的硬件设计、软件设计和PLC梯形图程序。该自动环缝焊机能通过控制系统对焊接过程进行控制,从而尽可能地减少在焊接过程中工件变形,使焊接后的工件达到预定的同心精度要求,成功解决了液力变矩器制造过程中上盖和泵轮的焊接质量问题,实现了生产过程的高度自动化、柔性化,具有一定的开创性。     

管道环焊缝多焊炬自动内焊机关键技术分析

管道环焊缝自动内焊机主要用于管道环焊缝焊接施工中的管口组对和根焊焊接,相比其它的根焊设备和技术,内焊机完成根焊质量可靠,效率最高.重点研究了长输管道环焊缝多焊炬自动内焊机的总体设计、数字式控制系统、细丝焊接电弧的控制及环焊缝自动内焊工艺等关键技术.现场实际应用表明,研究出的环缝多焊炬自动内焊机结构合理、控制先进,完成一个环焊接头根焊用时仅90 s.其可靠性和野外环境适应性完全满足现场焊接施工要求.

Abstract：

The pipeline internal circumferential automatic welding machine (PIW machine) has been mainly used for pipe alignment and welding root pass in course of pipeline construction. Compared with the other root pass equipment and technologies, PIW machine has the higher efficiency and better root quality. This paper researches the key technologies such as the entire design of PIW machine with multi-torches, digital control system, arc-control for small size wire and the internal welding process. The site application indicates PIW machine with multi-torches has the advantages of reasonable structure and advanced control system, its welding speed is 90s per joint. Its reliability and the filed adaptability to environment meet the site welding construction request completely.     

采用DSP控制的高效管道双焊炬全位置自动焊机研究

结合国内外长输管道自动焊接技术的发展,从自动控制角度讨论了一种以DSP(高速数字信号处理器)为控制核心的管道双焊炬全位置高效自动焊机;介绍了DSP、CPLD和FPGA在自动焊机控制和逻辑电路中的设计开发应用;同时也介绍了该设备在管道根焊和高效焊接方面的应用。     

基于CAN总线的GMAW焊机网络监控系统

采用CAN总线实现GMAW焊接电源、行走机构及遥控盒间的网络连接,并连接到上位机,方便实现焊接过程质量监控.介绍了采用TMS320F2812内嵌eCAN模块构成CAN节点的硬件电路和实现CAN通信的软件流程.实践证明,CAN总线应用于GMAW焊机的网络监控系统,能够实现数据的可靠传输.     

GMAW焊缝跟踪控制传感器的研制

焊缝跟踪传感器对改善弧焊机器人柔性是不可缺少的装置。电弧信号或更精确的焊接电流传感方法有了新的发展,并普遍使用。不过,传感精度直接受导电嘴至工件距离的影响。作者研究了导电嘴至工件距离的计算方法如下: (1)在GMAW过程中,焊丝伸出长度(L_E)用电流平均值(I_a)、有效值(I_e)及送丝速度(v)计算。 (2)伸出焊丝端的压降(V_E)用I_a、T_ev和L_E计算。     

液力变速器性能试验计算机测控系统的研制

针对液力变矩器性能试验台完成了计算机测控系统的研制。本文主要叙述了测试系统的硬件组成和软件设计思路。在硬件设计中给出厂数据采集和输出控制的实现。在软件设计中采用模块化思想，便于软件编程调试及移植，实现了实时数据采集和实时显示实验曲线，试验数据采用数据库存储，扩大了实验数据的存储量。     

GMAW焊缝几何尺寸的预测和控制

综合考虑了ＧＭＡＷ缝接物理过程,建立了其焊接热场的数值分析模型,设计了计算程序,以此为基础了焊接工艺参数与焊缝几何尺寸的关系。试验表明,焊缝几何尺寸的计算值和实测值吻合良好,这一方法可用于焊缝几何尺寸的预测和控制。     

液力变矩器上盖与连接块MAG点焊CNC控制系统设计

针对液力变矩器连接块要求焊后精度高及上高效、高质的要求，从控制系统硬件和软件两方进行了阐述，详细介绍了利用德国SIEMENS公司的SINUMERIK810T CNC集成数控系统的优良性能，提高整个焊接专机系统的可靠性和自动化程度，并给出了系统结构框图和程序流程图。     

软开关弧焊逆变焊机的DSP控制

为了提高软开关弧焊机控制的灵活性，开发了基于DSP的控制系统，由软件对PWM波形移相控制，实现了开关管的零开关。简化了硬件电路，使焊机的可靠性得到提高，基本实现了焊机的数字化控制。     

脉冲MIG焊机数字化控制设计

在80C196KC微机控制脉冲MIG焊机的基础上，提出了一种基于单片机80C196KC和TMS32UC5402数字信号处理器（DSP）的双机控制系统的脉冲MIG焊机设计方案，实现了焊机的数字化控制。     

抑制高速GMAW驼峰焊道的外加磁场数值分析

当熔化极气体保护焊的焊接速度高于一定临界值时,会出现驼峰焊道成形缺陷.为防止驼峰焊道的出现,通过外加磁场与熔池中的焊接电流相互作用,产生指向熔池前方的电磁力,抑制熔池中后向液体流的动量从而抑制驼峰的产生.通过建立焊前工件上外加磁场的三维模型,计算了工件上的外加电磁场分布.提出热-磁耦合分析方法,实现焊接过程中熔池内外加电磁场的数值计算.结果表明,高速焊过程中,外加磁场主要以横向磁场分布在熔池区;焊丝与磁极间的距离会显著改变熔池内外加横向磁场的分布.     

脉冲焊全数字控制系统

设计并实现了脉冲焊电流和弧长的全数字控制，取得了良好的控制性能。文中根据脉冲焊工艺需要提出采用变参数数字PI调节器，取得了好的脉冲电流波控效果，同时提出了一种新的弧长调节方法，克服了传统压频转化法由于脉冲焊电弧模型难确定、弧压控制系统为多速率系统而导致的弧压控制器参数难于确定，很难在全范围内获得满意的弧长控制效果等问题，实现了在全范围内对弧长的快速、稳定调节，提高了弧长的控制性能。试验结果表明，设计的脉冲焊全数字控制系统取得了一致性好的理想电流波形，在焊矩高度等扰动发生时，控制器可以实现快速、稳定的弧长调节。     

柔性制造系统仿真问题的研究（待续）

介绍了现有的面向制造系统的仿真软件环境,指出其存在的问题,在此基础上分析柔性制造系统需要仿真的内容和柔性制造系统仿真软件系统的发展要求,讨论柔性制造系统仿真可以采用的方法。     

基于3D的150t转炉倾动力矩的计算

本文以鞍钢150t转炉为例,应用3D软件确定最佳耳轴位置,计算转炉倾动力矩。该方法具有准确、形象、简便、实用性很强等特点,为转炉设备设计提供了一条简捷的途径。     

熔化极电弧焊多信息同步高速摄影

高速摄影是研究焊接物理的一种有效的测试技术 ,但目前没有解决多路信号与高速摄影胶片同步对应的问题。利用快速多路计算机数据采集系统配合相应传感器同时采集多路信息 ,利用高速摄影胶片记录电弧图像变化过程 ,设计专有的同步标度信号脉冲作为计算机多路信息与高速摄影胶片之间的同步媒介 ,成功地实现了多信息同步高速摄影。文中详细介绍了多信息同步高速摄影的原理、同步标度信号脉冲产生方式及其接口技术 ,并利用该装置成功地进行了光谱信息对熔化极气体保护焊熔滴过渡过程检测的验证。实践证明 ,多信息同步高速摄影是行之有效的 ,给焊接电弧过程的进一步研究提供了有力的试验手段     

基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的实现

直接转矩控制技术是目前最为优良的交流电机控制技术,数字信号处理器(DSP)的高速运算和实时处理功能为直接转矩控制技术的数字化提供了基础。本文介绍了直接转矩控制的基本原理及TMS320LF2407 DSP的特点,给出了以TMS320LF2407 DSP为核心的异步电动机直接转矩控制系统的设计方案及软硬件的实现,同时对直接转矩控制系统进行了实验和仿真,验证了直接转矩控制技术的优良性能。     

Material flow determination for radial flexible profile ring rolling

Regarding the increasing demand on annular components with complex geometries, a flexible process has been developed at the IBF to profile sleeve shaped rings. Unlike processes using grooved tools, here diverse contours can be realized on the inner surface using one “universal” tool. By extending the tool kinematics and developing an adequate forming strategy the general feasibility of the process has been shown on a bench scaled model ring rolling rig using a wax based model material. Parameters such as ring/tool geometry and roller feed strategy were detected as having an effect on material flow resistance in the rolling and transverse directions. Expressing them by geometric ratios, the material flow distribution could be determined in numerous experiments and quantified by a newly-defined extension coefficient with a certainty of 95%. This achievement enables us to predict the material flow in axial and tangential directions to manufacture complex geometries reproducibly.     

全悬挂多柔传动机构动特性解析分析

研究了全悬挂多点啮合柔性支承传动机构动力学方程的解析解。应用集中参数法和拉格朗日方程建立了该系统的三自由度运动微分方程,采用拉氏变换方法获得了该系统在阶跃载荷作用下的时域解,给出了主轴和扭力杆的振动位移、动态应力的变化规律,获得了主轴和扭力杆截面的动力放大系数。     

点焊柔性加工系统多智能体的协调控制

介绍了一个应用多槽能体系统来实现点焊机器人柔性加工系统的协调控制。系统由一台有多智能体软件系统运行的工业计算机、一台点焊机器人、三个自动夹具、点焊电源系统以及水冷系统等周边设备构成。针对点焊柔性加工系统的特点，构造了具有任务管理智能体、通信管理智能体以及与物理设备相对应的多个节点智能体的多智能体控制系统。该多智能体系统采用黑板结构，通过集中式的网络结构以及协商的合作协调机制在系统中进行资源分配，规划生产任务，监视资源运行，以便充分利用系统资源。最后对该点焊柔性加工系统进行了图形仿真试验。