论文部分内容阅读
在管道焊接施工技术中,全位置自动焊接技术以其高效率、高质量的优点成为现代焊接技术发展的方向,进行全位置自动焊接控制技术的研究,具有理论意义、工程意义和经济意义。 本文研究开发了一种关于管道全位置自动焊接控制系统,主要内容包括以下几个方面: (1)简要介绍了全位置自动焊接机的发展历程和发展现状,通过对其发展趋势的分析,论述了开发全位置自动焊接控制系统的目的和意义。并根据全位置自动焊接机的工作特点,设计了符合施工要求的开发方案。 (2)采用具有精简指令集的高档ATmega128单片机和符合USB1.0协议的Cypress AN2131接口芯片以及大容量FIF0缓冲器件AL422B开发了一个数据高速传输、信息实时处理和性能稳定的控制系统。该系统接受上位机的数据、控制信息,驱动伺服和步进电机,调节焊接电源,并行采样工作电压和电流,实时控制整个焊接运行过程。 (3)针对不同的管径和臂厚,对管口进行合理的空间分段。根据各段典型曲型点的焊接规范,采用三次B样条插值算法进行参数曲线拟合,然后将目标点进一步细化。然后,在圆率法的基础上进行了三次B样条曲线的控制顶点的定量修正,使曲线的局部能量积分取得极小值,从而得到局部光顺的三次B样条曲线。下位机将按照得到的数据集合线性插值,从而实现焊接过程中工艺参数的平滑连续变化,很好的解决了管道全位置焊接过程中熔池稳定性控制问题。 (4)在整个系统的软件设计中,上位机采用Visual C++语言编程实现焊接参数的人机界面输入和控制算法的实现以及与下位机的通信。下位机主控制系统采用AVR ICC语言编写通信程序、焊接动作控制程序和调节子程序。 (5)论文最后论述了电磁干扰的原理,并针对焊机的实际工作环境,提出了硬件设计、软件编制、PCB制作等方面行之有效的抗干扰措施。 (6)实践表明,该控制系统不但具有快速、准确、可靠的特点,而且性价比较高。同时,本文的软硬件设计方案和控制策略也为焊接控制领域的发展与应用提供了新的参考。