特种焊接机智能控制系统的设计与实现

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本文研究了一种用于焊接特种罐体的焊接机智能控制系统。在研究过程中,首先总结和分析了前人取得的相关成果,并在吸收前人先进技术的基础上,根据本焊接机的主要技术指标和功能要求,给出了系统设计的总体结构,对技术关键问题、焊缝跟踪等进行了方案论证,给出系统的硬件、软件设计和抗干扰措施。针对光学传感器需要激光源激励和抗弧光干扰能力差的缺点,设计出集成的三维智能焊缝检测传感器,完成的主要技术工作及取得的成果如下: (1)利用ARM和CPLD技术将智能控制和传统的控制有机的结合形成一种新的控制方法。 (2)研制出一种适合于焊接环境恶劣、焊缝不规则场合使用的GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)焊枪悬浮高度传感器和焊缝检测传感器集成的三维焊缝检测传感器解决了三维焊缝检测问题,给出焊接过程中错边焊缝和遇到焊疤的处理方法。 (3)利用模糊神经网络建立了相应的数学模型,实现智能检测控制,对相同种类焊接机焊缝跟踪的研制有借鉴作用。 (4)设计友好的人机交互界面,完成焊接过程中的参数选择、命令发送和焊接过程可视化。 焊接机主控制器通过改进的RS-485接口总线和Modbus通信协议实现了各个下位智能节点柔性化集成。研制的智能传感器性能优良,在跟踪焊缝过程中没有出现超差情况。实验结果表明:本智能焊接机性能优良,达到了焊接速度≤10mm/s,跟踪焊缝偏差在±0.2mm的指标要求。
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