【摘要】：隨著各類數(shù)字化元器件的快速發(fā)展,國內(nèi)的微束等離子弧焊機已經(jīng)達(dá)到一定的數(shù)字化程度,但目前國內(nèi)微束等離子弧焊機的研究主要集中于焊機的數(shù)字化程度,沒有實現(xiàn)對微束等離子弧焊控制系統(tǒng)的集成,不銹鋼超薄板自身材料的特點決定了對其焊接過程的控制精度要求很高。因此,不銹鋼超薄板的焊接時除了調(diào)整焊接電流、焊接速度等焊接參數(shù)外,還需要采用視覺傳感技術(shù)來實時檢測超薄板變形、邊緣毛刺和對接接頭中心線的偏差,同時還對電弧弧長進行適當(dāng)調(diào)整。針對以上多任務(wù)的焊接過程,它需要采用多個設(shè)備來共同實現(xiàn),而多設(shè)備共同完成多個任務(wù)就存在多設(shè)備的集成和多任務(wù)的協(xié)同問題。因此,對于數(shù)字化微束等離子弧焊機控制系統(tǒng)的集成化研究具有很現(xiàn)實的意義,實現(xiàn)超薄板焊接多個設(shè)備控制系統(tǒng)的集成和多任務(wù)的協(xié)同控制,有利于提高其焊接過程的可靠性和穩(wěn)定性,同時也可以促進工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,提高焊接的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文對數(shù)字化微束等離子弧焊機控制系統(tǒng)的集成化進行了研究,其研究內(nèi)容主要包括控制系統(tǒng)的集成結(jié)構(gòu)、集成通信和多任務(wù)的協(xié)同控制三個方面。針對焊接過程中的焊接電流、焊接速度、電弧弧長的調(diào)節(jié),以及超薄板變形、毛刺和對接接頭中心線的檢測等多個焊接任務(wù),提出了基于焊接多任務(wù)的控制系統(tǒng)集成概念。首先研究了數(shù)字化微束等離子弧焊控制系統(tǒng)的總體硬件集成結(jié)構(gòu),分析了不銹鋼超薄板焊接過程中的多個設(shè)備共同實現(xiàn)不同焊接任務(wù)的過程。然后以每個焊接任務(wù)為主題,分別研究了基于各個焊接任務(wù)的控制系統(tǒng)的集成結(jié)構(gòu),并分析了每個任務(wù)實現(xiàn)過程。最后,針對系統(tǒng)運行時的電路干擾問題,分析討論了控制系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)的硬件抗干擾措施,為不銹鋼超薄板焊接過程的正常進行提供了穩(wěn)定的硬件電路工作環(huán)境。基于不銹鋼超薄板厚度薄、剛性小導(dǎo)致超薄板工件在焊接過程中容易發(fā)生變形這一特點,提出了一種非接觸式的超薄板變形檢測方法,即視覺傳感檢測方法。根據(jù)不銹鋼超薄板的變形位置在平行光照下表現(xiàn)出灰度值不同的特點,借助垂直照射的輔助光源,對不銹鋼超薄板的變形進行采集和處理,成功識別出不銹鋼超薄板的變形量信息�；诔“遄冃螏淼臒彷斎胱兓�,研究了保證焊接熱輸入不變的協(xié)同控制機理,得出在超薄板發(fā)生變形時保證熱輸入不變的電流增量的計算表達(dá)式,從而有效的消除了變形帶來的焊接缺陷的產(chǎn)生。針對不銹鋼超薄板在裁剪加工過程中不可避免的產(chǎn)生毛刺現(xiàn)象,采用視覺傳感系統(tǒng)對毛刺信息進行采集和處理,得出了毛刺的形態(tài)信息。由于不銹鋼超薄板厚度很薄,且對接接頭間隙僅為30-120um,而毛刺的大小遠(yuǎn)大于工件的厚度和對接街頭間隙,因此毛刺的存在大大影響了焊接的質(zhì)量�；谝曈X傳感系統(tǒng)所采集的毛刺信息和毛刺使得金屬量減少的特點,研究了超薄板焊接過程中抗毛刺的協(xié)同控制過程,根據(jù)視覺傳感系統(tǒng)識別出的毛刺形態(tài)信息,合理調(diào)整焊槍偏差和電弧弧長。從而,提高了不銹鋼超薄板的焊接質(zhì)量,實現(xiàn)了數(shù)字化微束等離子弧焊接集成控制系統(tǒng)協(xié)同控制的過程。
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【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG43

【參考文獻】

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本文編號：2473303