【摘 要】
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焊接是动车组制造加工中使用最多的一种重要的加工手段,焊接质量的好坏直接影响了被焊工件的性能,而如今的焊接工艺难免会会导致部分焊缝缺陷。而动车车体焊缝的缺陷则可能导致动车组在高速运行中出现疲劳裂纹最终导致严重的后果,因此动车车体焊缝质量检测一直是动车组生产制造过程中的一道重要工序。动车组车体焊缝经处理后表面无明显焊接痕迹,加大了焊缝探伤的难度,因此目前多采用人工手持检测设备的方式进行焊缝探伤,费时费
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焊接是动车组制造加工中使用最多的一种重要的加工手段,焊接质量的好坏直接影响了被焊工件的性能,而如今的焊接工艺难免会会导致部分焊缝缺陷。而动车车体焊缝的缺陷则可能导致动车组在高速运行中出现疲劳裂纹最终导致严重的后果,因此动车车体焊缝质量检测一直是动车组生产制造过程中的一道重要工序。动车组车体焊缝经处理后表面无明显焊接痕迹,加大了焊缝探伤的难度,因此目前多采用人工手持检测设备的方式进行焊缝探伤,费时费力。基于以上背景,本文提出了一种焊缝探伤自动驱动装置,用于搭载焊缝探伤设备进行焊缝的自主检测,完成的主要研究工作包括:首先,提出了焊缝探伤驱动装置的设计方案,整个装置共分为上、下位机两大部分,并对上、下位机各个模块的功能进行详细介绍,并对下位机四麦克纳姆轮底盘进行运动学分析及里程计计算。其次,提出了增量式PID控制算法进行底盘速度的闭环控制并进行了仿真验证;对上位机自主定位算法——Gmapping进行了详细的分析并仿真验证,设计并介绍了A*全局路径规划算法与DWA局部路径规划算法,并对其进行仿真实验。随后,设计了焊缝探伤驱动装置上、下位机的硬件平台和软件系统下位机基于STM32介绍了各个模块的参数及硬件电路,并进行相应的软件设计,开发加速度采集、上下位机的通信、驱动装置速度控制等子系统;上位机基于树莓派,通过Ubuntu下的ROS平台编写上位机软件,完成激光雷达驱动程序并的编写并实现与激光雷达的通信;利用ROS平台的Gmapping软件包结合激光雷达数据实现建图与实时定位,开发A*算法与DWA算法程序,实现了全局路径规划与局部路径规划,并为焊缝探伤设备预留接口,实现焊缝探伤设备的数据传输;最后,对上位机的基本功能、上、下位机串口通讯及驱动装置的建图与导航的功能进行测试与验证,表明驱动装置的功能基本完成,达到了预期。
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