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《河北农业大学》 2010年
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避障式双焊枪自动焊接机自动控制系统设计

孙星  
【摘要】: 散热器T型管焊缝是一个复杂的空间三维曲线,并且在竖直方向上存在铝翼障碍、水平方向上存在多立管之间的干涉障碍,难以实现自动化连续焊接。在对散热器T型管焊缝的焊接工艺做深入、细致研究的基础上,以实现低成本、高效率、高质量的散热器T型管焊缝的焊接自动化为目标,研制了一种新型的钢制散热器自动焊接系统。 通过分析管件相贯焊缝的空间曲线及焊枪熔丝点的运动轨迹,建立了运动轨迹与保证最佳焊接角度的焊枪摆角运动的数学模型,提出了用于焊接的多轴控制系统的可控步长插补控制算法,并进行了算法仿真和实验验证。系统的硬件以工控一体化机为上位机,以四轴运动控制器和MCS-51嵌入式控制系统为并行下位机,构成了“PC+多轴控制器”的上下位机控制结构。系统的软件为分层模块结构,其中上位机采用Visual Basic开发应用程序界面,主要实现系统的管理及控制功能,并完成一些实时性不强的任务及多任务协调方面的工作;6K4运动控制器采用独有的6000运动语言开发焊接运动控制程序,完成各轴的联动插补、焊接电源控制信号的处理、光纤检测系统信号的处理、焊接变速控制、与上位机之间的以太网通讯等工作;MCS-51嵌入式控制系统以51单片机为控制核心,实现各轴伺服系统的顺序上电控制、机床控制面板上实时信号的处理、与上位机之间的RS232串口通讯等功能。 采用双焊枪同步焊接时,针对双焊枪要实现最佳焊接角度姿态同步的需求,设计了一种双步进电机同步驱动系统,该系统基于6K4控制器其中一个伺服轴的一组控制脉冲信号,以并联驱动模式同步驱动两套步进驱动系统。这两套步进驱动系统用来分别驱动两焊枪,实现了在负载扰动不大的情况下两焊枪低速运动时的同步。同时建立了焊枪驱动系统的数学模型,并运用Matlab软件对系统动态及稳态性能进行了分析研究,实现了当细分驱动器参数设置为16细分、输出电流为2.7A,焊枪摆动速度在5°/s-15°/s之间变化时,双焊枪同步摆动误差不超过±0.3mm。 选取某规格的散热器进行了焊接试验,试验结果表明:在选取合适的焊接参数的前提下,能够实现散热器T型管相贯线的自动化连续焊接,且具有焊接效率高、焊道成形较好和焊接质量稳定等特点。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP273.5

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【引证文献】
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1 李维汉;基于控制网络的管道相贯线焊接关键技术研究[D];北京化工大学;2013年
2 费国胜;屏蔽转运容器与封装平台优化设计[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘蕾;唐为义;原所先;;基于VC++与PMAC的机器人控制软件的开发[J];微计算机信息;2008年05期
2 杨箭,桂贵生;四坐标自动焊接机床的数控系统[J];制造技术与机床;1997年01期
3 杨光;焊接自动化技术的现状与展望[J];现代制造;2004年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 朱利强;基于PC的开放式数控系统的研究与开发[D];西安理工大学;2003年
2 唐小会;基于PC的开放式数控系统的研究与开发[D];电子科技大学;2003年
3 尹萍;自动焊接机床运动控制算法研究与软件系统开发[D];山东大学;2006年
4 亓化振;马鞍型曲线自动焊接数控系统的研究与开发[D];山东大学;2007年
5 王雅娟;T型管焊缝自动焊接系统的研究与应用[D];新疆大学;2007年
6 张书诚;基于PC的开放式数控系统研究[D];合肥工业大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁文祯;;汽车点焊机器人控制系统的设计[J];汽车零部件;2012年03期
2 周晖;李兴根;;基于W77E58单片机的枕式包装机控制系统的设计[J];轻工机械;2006年03期
3 钱华荣;高红俐;齐子诚;裘信国;;嵌入式技术在裂纹图像采集中的应用[J];轻工机械;2010年02期
4 黄丰磊;欧长劲;丁建波;柯尊高;张忠海;;基于管管相贯的五轴插补算法的研究[J];轻工机械;2011年03期
5 王欢;李兴根;;基于ANSYS的增强型混合式步进电动机的静转矩分析与计算[J];轻工机械;2012年01期
6 张伟;薄涵亮;孙常龙;;不同流速下电磁驱动控制棒的落棒特性[J];清华大学学报(自然科学版);2006年09期
7 周磊;刘庆想;李相强;王邦继;余义;张健穹;张艳荣;李寒冰;;用于阵列天线连续跟踪的步进电机控制器IP核设计[J];强激光与粒子束;2011年11期
8 贾桂红;任意空间曲线的数控加工编程处理[J];精密制造与自动化;2004年04期
9 唐诗,苗汇静,张新慧;单片机控制系统中步进电机接口电路的设计[J];山东工程学院学报;2002年02期
10 闫石磊;苏维嘉;;基于ARM7的步进电机控制系统的设计[J];伺服控制;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志峰;倪楠;黄海鸿;;弧焊机器人焊缝跟踪系统的研究与发展[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 钟继勇;许燕铃;陈华斌;李来平;胡明华;陈善本;;五通连接器弧焊机器人焊接系统简介[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 刘宝志;;基于PIC16F878单片机的步进电机控制系统[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
4 王云伟;窦满峰;韩英桃;;步进电机自适应细分驱动的实现方法[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
5 林晓鹰;;摩托车自动焊接生产系统仿真[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
6 黄荣杰;杨家军;王建伟;李永久;;焊缝跟踪技术的应用研究[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(2)[C];2008年
7 王治富;李丽芹;冯唯;;焊接机器人在解放卡车焊装线的应用[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
8 朱文;谌发坤;袁冬梅;刘飞;;一种新型步进电机及其在数控机床中的应用[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
9 高广华;时瑞军;;基于航空发动机的步进电动机的控制及应用研究[A];2012航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2012年
10 李慨;岳宏;赵海文;蔡鹤皋;;视觉传感轮式管道环焊机器人的焊缝跟踪系统[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
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1 杜宏旺;接管焊接机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
3 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
4 宁宇;基于数字化工厂的轿车地板焊装线的混流设计与规划[D];吉林大学;2011年
5 黄健康;铝合金脉冲MIG焊过程多信息分析及解耦控制[D];兰州理工大学;2010年
6 宗靖国;红外成像光谱数据获取及其在场景仿真中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
7 乐英;基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究[D];华北电力大学;2011年
8 申俊琦;基于激光视觉传感的CO_2横焊焊缝图像处理研究[D];天津大学;2010年
9 冯胜强;基于UG的弧焊机器人离线编程与统计方法的焊接质量判定[D];天津大学;2010年
10 李静;提高大型曲轴切点跟踪磨削轮廓精度的关键技术研究[D];上海大学;2011年
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1 廖家平;基于光电传感器的智能焊缝跟踪系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 周谦;工业机器人离线编程及其在光纤激光加工平台中的应用[D];山东科技大学;2010年
3 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
4 肖亮亮;基于虚轴法的多轴同步运动控制系统设计[D];浙江理工大学;2010年
5 吕新昱;水下机器人舵机控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 余森楠;参数曲线曲面的曲率自适应实时插补技术研究[D];大连理工大学;2010年
7 王旭;基于弧长控制的摆动电弧焊缝跟踪传感器及偏差处理方法的研究[D];湘潭大学;2010年
8 肖兵球;基于旋转电弧的焊缝跟踪移动机器人的研究[D];湘潭大学;2010年
9 赵辉良;面向切削、研抛的高效NURBS曲线插补算法研究[D];湘潭大学;2010年
10 张铁锋;叠图机控制系统设计与开发[D];天津理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 高育红;;生物柴油:汽车的新宠儿[J];汽车运用;2008年07期
2 李树楫;异径圆管相贯线数学模型的建立与应用[J];起重运输机械;2005年02期
3 毛兰斌;;基于ANSYS的电路板组件的跌落仿真[J];苏州市职业大学学报;2007年03期
4 陈路;魏连峰;朱天军;俞德怀;王世忠;;CANDU堆钴转运容器吊耳焊接工艺研究[J];热加工工艺;2012年07期
5 魏玲;薛定宇;鄂大志;;时延网络控制系统控制方法研究综述[J];电子测试;2008年03期
6 汪欢;陈桂荣;刘春伟;侯波;曹勇;;工装设计上的涨紧典型结构简析[J];中国新技术新产品;2011年22期
7 张庆灵;张雪峰;;网络控制系统研究综述与前景展望[J];信息与控制;2007年03期
8 陈孝国;;钛制压力容器的氦泄漏试验[J];压力容器;2005年11期
9 高恒路;桑勇;邵龙潭;;同步控制策略及其典型应用的研究[J];液压气动与密封;2012年05期
10 李晓明;李鹏翔;;基于虚轴法的高速液压同步控制策略研究[J];液压与气动;2008年11期
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1 王驹;徐国庆;金远新;陈伟明;郭永海;杨天笑;;我国高放废物处置库甘肃北山预选区区域地壳稳定性研究[A];中国高放废物地质处置十年进展[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 范兴刚;网络控制系统若干通信网络实时特性研究[D];浙江大学;2004年
2 邹树梁;中国核电产业发展战略研究[D];中南大学;2007年
3 任福深;基于PC+DSP模式的管道插接专用焊接机器人系统研究[D];北京工业大学;2009年
4 潘卫华;网络控制系统调度与控制协同设计的研究[D];华北电力大学(河北);2010年
5 李超;网络控制系统研究与设计[D];华北电力大学;2012年
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1 肖亮亮;基于虚轴法的多轴同步运动控制系统设计[D];浙江理工大学;2010年
2 陈全;基于开放式结构的机器人控制系统的研究和设计[D];合肥工业大学;2004年
3 孙刚;基于ANSYS平台的改进遗传算法在结构优化中的研究和探讨[D];广西大学;2005年
4 尹萍;自动焊接机床运动控制算法研究与软件系统开发[D];山东大学;2006年
5 王新刚;多功能自动焊接机床伺服控制技术研究与设备开发[D];山东大学;2007年
6 王雅娟;T型管焊缝自动焊接系统的研究与应用[D];新疆大学;2007年
7 肖冰山;反应堆压力容器辐照监督的研究[D];上海交通大学;2008年
8 徐绍华;空间相贯曲线自动焊接中的轨迹控制[D];山东大学;2008年
9 管新勇;相贯线焊接机器人机构设计与运动控制[D];北京工业大学;2010年
10 张传宇;T型管自动焊接焊枪运动方法的研究和实现[D];新疆大学;2010年
【二级引证文献】
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1 谭肖;;基于加工能耗最小的相贯线割炬角优化算法研究[J];机械工程与自动化;2014年01期
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1 杨亮;王小红;;利用VB2012&OpenGL实现虚拟轨迹球功能[A];推进节能环保,给力绿色崛起——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2012年海南机械科技学术报告会交流论文集[C];2012年
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1 王珊珊;仿真焊接软件系统关键技术的研究与应用[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 谭肖;管件相贯线坡口切割数控系统关键技术的研究[D];湘潭大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田福祥;;先进的电子总轴技术及其应用[J];青岛建筑工程学院学报;1990年02期
2 李晓平,樊庆文,刘荣忠,马济永;数控加工三维仿真系统的研究与开发[J];四川大学学报(工程科学版);2001年02期
3 何建萍;微机在焊接设备控制中的应用[J];上海工程技术大学学报;1999年01期
4 高泽涛,杨俊伟,李艳华;长输管道焊接技术及发展前景[J];石油规划设计;2002年06期
5 湛江,何阳;基于3轴伺服电机卡的软件开发[J];天津职业技术师范学院学报;2003年04期
6 胡鹏;方康玲;刘晓玉;;基于PMAC的开放式机器人控制系统[J];微计算机信息;2006年11期
7 周明刚;基于VC++的步进电机控制方法[J];微特电机;2002年06期
8 党澎湃;步进电动机控制卡PCL-839的应用[J];微特电机;2005年01期
9 帅梅,卜国磊,苗晓燕,王小椿;五轴五联动数控系统快速递推插补算法的研究[J];西安交通大学学报;1999年01期
10 乐光学;CNC系统中插补算法的优化设计[J];机械工艺师;2001年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王峰;一种新型插补算法的研究与开发[D];华北工学院;2001年
2 耿籍;基于数控加工仿真的CNC控制软件及漫游模块的研究与开发[D];西北工业大学;2004年
3 付振山;导电性硬脆材料数控电火花铣削技术研究[D];山东大学;2005年
4 苏伟;基于PMAC的开放式数控教学平台的研究[D];天津大学;2005年
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