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硕士学位论文 机电焊一体化控制集成的研究，共78页。
摘要
当代，随着焊接所涉及的科学技术领域不断发展，当前社会对焊接生产效率，焊接产品质量和质量一致性要求不断提高，以及焊接产品生产中，人力成本越来越高和将人从恶劣的环境中解脱出来的需求促使着焊接向机械化自动化大步前进。
本研究从实际出发，根据超薄板结构件焊接工艺要求，针对超薄板结构件微束等离子弧焊特殊焊接工艺的要求，提出从装配控制到整个从装配、起点/终点寻迹、跟踪、焊接四个过程，以 DSP 为主控处理器，对微束等离子弧焊机、超精密工装系统、基于视觉传感的精细焊缝跟踪系统的三个独立装备进行了集成控制的研究。包括（1）对基于 PLC 控制的高精度装配系统进行控制集成，包括对高精度（10-2mm）的定位机构，气动琴键式夹紧机构，及焊枪起落机构。（2）对焊缝起/终点寻迹系统进行硬件集成，包括对平稳运行的行走机构进行控制集成，对 BOA 智能相机进行硬件集成，并完成软件焊缝起/终点寻迹任务。（3）对焊缝跟踪系统进行控制集成，包括对集图像采集与处理于一身的 BOA 智能相机的控制集成，对平稳运行的行走机构控制集成，用 A/D 模数转换模块实时检测焊接速度，通过数模模块输出模拟电压控制焊接速度，并输出时钟序列控制二维调整系统，包括横向的焊缝跟踪电机，与竖直方向的电弧跟踪电机。（4）控制系统对参数可调的人机交互系统的控制，包括人机交互面板对输入信息的检测，实现对焊接速度的设定，键与开关扫描，并能根据设备不同的工作状态显示设备的运行状态和参数。
本研究对每个被集成部分的硬件和软件进行集成，并完成了总集成系统的人机交互系统，实现了二维调整机构速度方向控制，控制器与视觉传感系统的通信等，并对焊缝跟踪过程中行走机构与焊缝横向调整步进电机的协同控制建立数学模型，为深入研究超薄板焊接工艺，为集成系统控制算法的进步一优化奠定基础，为微束等离子弧焊设备的自动化焊接工艺研究奠定基础。为高效率的生产和一致的焊接质量做保障。
关键词：机电焊一体化，DSP，控制系统，集成

目录
第一章 绪 论 1
11 前言 1
12 研究来源及意义 2
13 国内外焊接自动化设备发展现状对比分析 2
14 焊接自动化设备中集成技术研究 4
15 数字化焊接设备控制系统的研究 5
151 数字化焊机控制系统研究 5
152 焊缝跟踪控制系统研究 8
16 超薄板结构件焊接工艺研究 10
161 超薄板焊接烧穿机理 10
162 超薄板变形因素分析 10
163 焊接过程中线能量分析 11
17 国内外超薄件加工产品现状 12
18 主控制器选择 12
19 主要研究内容 14
第二章 装配系统控制集成的研究 15
21 装配系统控制集成思想 15
22 装配系统控制集成的硬件原理 17
221 定位压紧及抬/压枪机构集成硬件原理 17
222 高精度焊枪调整二维机构集成原理 18
223 硬件抗干扰技术研究 23
23 装配系统控制集成的软件原理 26
231 定位压紧及抬/压枪机构控制软件原理 26
232 手动调节焊枪对中控制软件原理 27
233 软件抗干扰技术研究 29
24 装配系统控制集成分析 32
241 调试分析注意事项 32
242 顶针左右压板及焊枪控制分析 32
243 二维调整机构控制信号分析 33
244 01mm 不锈钢薄板对接接头装配试验 35
25 本章小结 36
第三章 焊缝起/终点寻迹系统控制集成的研究 37
31 焊缝起/终点寻迹系统控制集成思想 37
32 焊缝起/终点寻迹系统控制集成硬件原理 38
321 行走机构驱动电机选择 38
322 行走机构及检测电路集成硬件原理 38
323 视觉传感器的选择分析 40
324 BOA 智能相机控制集成硬件系统 41
33 起/终点寻迹系统控制集成软件原理 42
331 坐标系研究 43
332 起/终点寻迹软件方案建立 44
333 焊枪实时坐标数学模型 46
34 起/终点寻迹系统控制集成分析 47
341 行走机构控制集成分析 47
342 A/D 模块测试分析 48
35 本章小结 49
第四章 自动化焊接系统控制集成的研究 51
41 自动化焊接系统控制集成思想 51
42 自动化焊接系统控制集成硬件原理 54
421 集成的焊缝跟踪系统硬件原理 54
422 微束等离子弧焊机控制集成硬件分析 55
43 自动化焊接系统控制集成软件原理 56
44 自动化焊接系统控制集成分析讨论 58
441 BOA 智能相机与 DSP 控制器数据通信分析 58
442 焊缝跟踪过程的实时性分析讨论 60
45 本章小结 60
第五章 集成设备数字化人机交互系统的研究 61
51 人机交互系统集成思想 61
52 数字化人机交互系统控制集成硬件原理 62
53 数字化人机交互系统控制集成软件原理 64
54 数字化人机交互系统控制集成分析 65
55 本章小结 69
第六章 总结与展望 70
参考文献 71