本文關(guān)鍵詞：焊裝車間點焊參數(shù)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)

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【摘要】：焊接參數(shù)的穩(wěn)定性是影響點焊質(zhì)量的主要因素之一。經(jīng)過長期的研究和試驗，工廠中常用材料點焊的焊接參數(shù)基本固定，點焊機(jī)經(jīng)過調(diào)試也都能可靠運行。網(wǎng)壓波動、各種干擾和焊接設(shè)備中元器件的工作狀況直接決定焊接參數(shù)的穩(wěn)定性，成為影響焊接質(zhì)量的重要因素。此外，焊接電纜直接承載焊接電流，在使用過程中很容易破損而不易被察覺，直到完全損壞無法焊接時才能被發(fā)現(xiàn)，在此期間生產(chǎn)的產(chǎn)品焊接質(zhì)量大幅下降。 本文在不更換原有點焊控制器的基礎(chǔ)上，增加一個實用的焊接規(guī)范參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測焊接電流、電纜兩端的電壓、焊接時間和電極壓力等參數(shù)。通過逐點積分法計算電流和電壓的有效值，并算出焊接電纜的阻抗，以此判斷電纜的損壞程度。當(dāng)焊接參數(shù)不穩(wěn)定或電纜嚴(yán)重破損時，系統(tǒng)發(fā)出警報，并將焊接參數(shù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。通過組建以太網(wǎng)，實現(xiàn)焊接參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測。 為實現(xiàn)監(jiān)測目標(biāo)，本文設(shè)計了監(jiān)測系統(tǒng)的硬件電路，用Protel DXP軟件繪制了原理圖和PCB圖，制成電路板，焊裝各個元器件并進(jìn)行了調(diào)試。系統(tǒng)采用ATmega128單片機(jī)作為主控制芯片，并設(shè)計了配套的最小系統(tǒng)電路和外部存儲擴(kuò)展電路。在電流信號的采集和調(diào)理電路中，選擇羅氏線圈作為傳感器，設(shè)計了積分電路、比例電路、濾波電路和精密整流電路對信號進(jìn)行調(diào)理，將處理后的信號輸入到單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和有效值計算；在電壓信號采集和調(diào)理電路中，設(shè)計了隔離模塊、濾波電路和精密整流電路調(diào)理信號，之后輸入到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器；在電極壓力信號調(diào)理電路中，對信號進(jìn)行放大后輸入到單片機(jī)。此外，本文還設(shè)計了電源電路、報警電路、過零檢測電路和串口通信電路。為了將不合格焊點的參數(shù)傳輸至上位機(jī)，采用ENC28J60以太網(wǎng)控制芯片設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)控制電路，使用HR911105A網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)接口電路，實現(xiàn)了監(jiān)測系統(tǒng)和上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)雙絞線進(jìn)行通信的功能，可以通過一臺上位機(jī)同時監(jiān)測多臺點焊機(jī)的焊接參數(shù)。 本文在硬件電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計了相應(yīng)的軟件程序，使用ICCAVR和GCCAVR開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編程。按功能模塊劃分，軟件系統(tǒng)包括初始化子程序、判斷焊接開始子程序、采樣子程序和有效值計算子程序等。為了利用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，軟件系統(tǒng)移植了uIP協(xié)議棧(一個小型TCP/IP協(xié)議棧)，設(shè)置了下位機(jī)的MAC地址、IP地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，將數(shù)據(jù)封裝成IP包格式，使用TCP協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。 硬件和軟件調(diào)試通過之后，在長春三友汽車部件制造有限公司對監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了測試。監(jiān)測系統(tǒng)在每一個焊接周期內(nèi)采集和存儲電流、電壓各5000個點的數(shù)據(jù)，，能夠準(zhǔn)確地計算出電流有效值、電壓有效值、焊接時間、電極壓力等焊接規(guī)范參數(shù)和電纜阻抗值。測量結(jié)果與大電流測試儀測得值比較，電流誤差在2%以內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：電阻點焊 ATmega128 監(jiān)測系統(tǒng) ENC28J60 uIP協(xié)議棧
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG408;TG409
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及意義11-13
• 1.2 電阻點焊參數(shù)監(jiān)測方法及發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 車間信息傳輸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 工業(yè)以太網(wǎng)14-16
• 1.3.2 CAN 總線16
• 1.3.3 無線傳輸16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 點焊參數(shù)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)整體設(shè)計19-25
• 2.1 監(jiān)測方案設(shè)計19-22
• 2.1.1 點焊恒流控制器19-20
• 2.1.2 監(jiān)測方案設(shè)計20-22
• 2.2 傳輸方案設(shè)計22-24
• 2.2.1 傳輸方式選擇及設(shè)計22-23
• 2.2.2 uIP 協(xié)議棧23-24
• 2.3 小結(jié)24-25
• 第3章 監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計25-47
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)成25-26
• 3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)26-28
• 3.3 電源電路28-31
• 3.4 電流信號調(diào)理電路31-35
• 3.4.1 羅氏線圈31-32
• 3.4.2 比例和積分電路32-33
• 3.4.3 濾波電路33-35
• 3.4.4 精密整流電路35
• 3.5 電壓信號調(diào)理電路35-37
• 3.6 電極壓力信號調(diào)理電路37-40
• 3.6.1 壓力傳感器37-39
• 3.6.2 放大電路39-40
• 3.7 過零檢測電路40-41
• 3.8 外部存儲擴(kuò)展與報警電路41-43
• 3.9 以太網(wǎng)通信電路43-46
• 3.9.1 網(wǎng)絡(luò)控制電路43-45
• 3.9.2 網(wǎng)絡(luò)接口電路45-46
• 3.10 小結(jié)46-47
• 第4章 監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計47-61
• 4.1 單片機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境47-49
• 4.2 系統(tǒng)軟件總體構(gòu)成49-50
• 4.3 監(jiān)測系統(tǒng)子程序設(shè)計50-59
• 4.3.1 初始化子程序51-52
• 4.3.2 判斷焊接開始子程序52
• 4.3.3 采樣子程序52-54
• 4.3.4 有效值計算子程序54-56
• 4.3.5 TCP/IP 協(xié)議56-57
• 4.3.6 uIP 協(xié)議棧的移植57-58
• 4.3.7 數(shù)據(jù)發(fā)送子程序58-59
• 4.4 小結(jié)59-61
• 第5章 實驗結(jié)果與分析61-73
• 5.1 實驗器材61-63
• 5.2 實驗數(shù)據(jù)處理63-69
• 5.3 數(shù)據(jù)傳輸69-71
• 5.4 小結(jié)71-73
• 第6章 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：587219