一、NZ-450环缝保护气自动弧焊机自动控制的实现（论文文献综述）
马宗标[1]（2020）在《高效双丝焊接设备及工艺研究》文中提出焊接作为一种永久性连接技术广泛应用于金属与金属之间。随着生产力的发展和生产技术的提高,焊接行业对设备硬件、智能控制、焊接工艺等方面的要求也越来越高。作为提供热源的焊接电源也越来越智能化、精密化。本文搭建了电源系统、送丝系统、通信系统及人机交互系统,构成完整的焊接系统,在该焊接系统基础上进行药芯焊丝2X7的工艺实验与相关研究。电源系统采用峰值电流型PWM控制方案,电源调控、送丝、显示界面等通过CAN、SPI建立通讯。建立送丝系统的数学模型,通过Simulink仿真得到送丝系统阶跃响应曲线,以此指导调试送丝,辅助寻找合适PI系数。研究药芯焊丝2X7的可焊性,进行U-I模式直流脉冲焊与热丝焊工艺实验。U-I模式直流脉冲焊以峰值电压Up,基值电流Ib,峰值电压时间TUp,脉冲周期T为研究因子,以飞溅量、峰值电压期间电流标准差、焊缝形貌为评价标准,寻找药芯焊丝2X7的可焊参数,并进行优化。在实现U-I模式直流脉冲焊稳定焊接情况下,复合热丝,研究不同热丝电流Ire条件下的最大熔敷速率以及不同熔敷速率与焊缝熔深、稀释率的关系。对使用药芯焊丝2X7进行焊接的焊缝取样镶嵌金相、打磨、抛光,使用硬度仪测量焊缝硬度分布,对硬度分布规律进行统计分析,研究了不同稀释率情况下的硬度与耐磨性。实验结果:（1）干伸长l=18mm,送丝速度V1=8.8m/min条件下,药芯焊丝2X7在U-I模式直流脉冲焊工艺下的最佳焊接参数组合为峰值电压Up=39V,基值电流Ib=106A,峰值电压时间TUp=8ms,脉冲周期T=10.5ms。（2）得到U-I模式直流脉冲复合热丝焊使用新型药芯焊丝2X7焊接后焊缝截面硬度纵向与横向分布规律。（3）得到U-I模式直流脉冲复合热丝焊后,稀释率与硬度、耐磨性的关系。（4）复合热丝可以有效提高U-I模式直流脉冲焊的熔敷速率,并减少新型药芯焊丝2X7合金元素在母材中的稀释与损失,降低稀释率,从而增强金属焊缝表面的硬度与耐磨性。
钟勇[2]（2018）在《基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统研究》文中研究说明随着工业4.0以及中国特色的智能制造创新战略的全面落实,传统的焊接制造业在升级转型的过程中面临的问题与挑战是不言而喻的,自动化焊接装备的发展也越来越智能化。目前由于众多焊接设备结构繁杂、经济成本高、实用性差以及跟踪不稳定等问题,导致在工业应用中的效果差强人意,针对空间曲线焊缝和焊缝实时跟踪两大技术难题,本文以旋转电弧传感器与数控焊接机相结合的CNC焊缝跟踪系统为基础,采用B样条算法对空间曲线焊缝进行轨迹规划,通过Matlab仿真分析验证轨迹模型的可靠性,并提出了一种修正型EKF滤波算法对焊缝偏差进行预测,最后通过试验表明该方法可以有效提高焊缝跟踪的精度,提供了一种空间曲线焊缝偏差识别的新方法。本文的主要研究内容如下:1、设计基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统。根据旋转电弧传感器与CNC焊接机各自的优点,建立以旋转电弧为基础的CNC焊缝跟踪系统,详细论述了基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统结构,并对CNC焊缝跟踪系统的工作原理进行了深入研究和分析,设计出了满足工业应用要求的CNC焊缝跟踪系统。2、提出一种基于时间参数的B样条空间曲线焊缝轨迹规划方法。采用基于B样条算法对空间曲线焊缝建立样条模型,以时间参数为基础对焊缝轨迹进行插补,最后通过Matlab仿真分析可知基于时间参数的B样条空间曲线焊缝轨迹规划效果好,同时还能实现速度的规划,表明了该轨迹规划方法应用于CNC焊缝跟踪系统的可行性。3、提出一种基于修正型EKF滤波算法的焊缝跟踪偏差预测方法。基于旋转电弧传感器焊缝跟踪偏差预测控制系统为基础,将焊缝非线性偏差状态估计问题转化为线性估计问题,利用EKF滤波算法次优估计解,通过引入偏差修正因子,重新估计得到最优估计解,针对旋转电弧传感的信号处理问题,采用前半周期去极值加权积分比较法,最后通过试验结果表明了该预测方法的可靠性。4、搭建基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统试验平台,通过试验结果表明焊缝轨迹规划的准确性,焊接速度规划效果好,同时表明了偏差预测方法应用于CNC焊缝跟踪系统的可靠性,提高了焊缝跟踪的精度,为空间曲线焊缝偏差预测提供了一种新方法。
雷伟成[3]（2017）在《磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器及熔宽自适应方法的研究》文中认为随着我国对电力结构及容量需求的调整,导致对高参数、大容量的电站锅炉需求日益增大。其中锅筒是锅炉中最为重要的承压部件。在现代锅筒制造中,焊接是不可或缺的技术之一。为了获得优良的焊接质量,较高的生产效率,较安全的作业环境,同时要减轻工人的劳动强度,需提高焊接智能化、自动化水平。而焊缝自动跟踪是实现焊缝自动化的关键技术之一。本文针对电站锅筒的自动焊接问题,开展磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器和熔宽自适应方法的研究。（1）结合磁控电弧和窄间隙埋弧焊的特点,设计一种新型的跟踪传感器,并阐述了设计理念和方案;针对传统磁控电弧传感器的励磁电源模块出现的波形失真、信号调节困难等问题,重新设计波形发生电路和功率放大电路,减小激磁波形失真度,增强其抗干扰能力,简化信号调节机制,有利于后续跟踪试验的研究和分析。（2）建立磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器的结构仿真模型,针对导磁硅芯部件的横截面参数进行COMSOL磁场仿真,依据电弧摆动的磁场要求,优化跟踪传感器的模型;针对焊接中传感器过热问题,设计智能水冷系统,通过试验有效地验证智能水冷系统的冷却能力。（3）依据窄间隙坡口的特点,建立磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器的摆动电弧角和电弧弧长的数学模型,运用Simulink搭建其仿真模型,获得不同坡口的电压特征信号规律,为焊缝自动跟踪的偏差信号提供参考依据。（4）采用二阶Butterworth滤波与VMD组合滤波方法对实际电压特征信号进行滤波处理,有效地证明该滤波能力;为识别和检测窄间隙坡口类别,提出一种电压转相与均值电压差值法组合方法;依据电压特征信号的特点,设计以LM393为核心的定位采集电路,建立熔宽自适应焊缝跟踪系统,达到熔宽自调节和焊缝跟踪的要求。（5）在自行搭建的磁控窄间隙埋弧焊跟踪系统平台上进行焊缝跟踪试验,结果表明焊缝跟踪效果良好,熔宽自适应焊缝跟踪系统工作稳定,实时性好,焊缝熔宽调节能力较强。
李挺[4]（2017）在《旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接研究》文中提出微束等离子弧焊在中厚板的焊接及弧焊三维焊接快速成形方面具有明显的优势,但是焊丝熔化速度较低,影响生产效率。为了提高微束等离子弧焊生产效率及实现熔化母材热量与熔化焊丝热量的解耦控制,本文基于试验研究及旁路耦合电弧的理论,提出旁路耦合微束等离子弧焊（double-electrode micro-plasma arc welding,DE-MPAW）方法,通过理论分析及所做的相关试验表明所提出的方法的可行性和有效性。根据旁路耦合微束等离子弧焊的特点及为进行试验研究的方便,基于x PC的实时目标环境,利用快速控制原型技术,建立了主要包括快速原型系统、焊接系统、视频采集系统和热信号采集系统的旁路耦合微束等离子弧焊快速原型试验系统。利用建立的试验平台进行平板堆焊试验,研究了部分焊接参数对焊缝成形几何参数的影响,结果表明,旁路耦合微束等离子弧焊中,随焊接总电流的增大,焊缝宽度增加,焊缝高度降低,焊缝宽高比基本呈正比形式逐渐增大;随焊接速度的增大,焊缝宽度和焊缝高度均减小,焊缝宽高比也逐渐减小且具有与焊缝宽度相似的变化趋势;随送丝速度的增大,焊缝宽度和焊缝高度开始时以基本相同的速率增大,随后焊缝宽度几乎没有增加,而焊缝高度以比开始时较小的增加速率逐渐增大,焊缝宽高比一直逐渐较小;随离子气流量的增大,焊缝宽度增大,焊缝高度减小,焊缝宽高比以正比例形式迅速增大;随旁路电流的增大,焊缝宽度逐渐减小,焊缝高度逐渐增大,焊缝宽高比逐渐减小。在工艺试验的基础上,选用匹配的焊接参数,通过建立的试验系统对旁路耦合微束等离子弧焊的熔敷率、母材热输入及焊缝成形质量进行了试验研究,结果表明,旁路耦合微束等离子弧焊既保持了传统微束等离子弧焊的优点,又在提高焊丝熔敷率的同时降低母材的热输入。在其它焊接参数保持不变时,随旁路电流的增加,焊缝的熔深和稀释率减小,成形系数增大。焊缝成形质量及焊接过程的稳定性受熔滴过渡的影响较大,因此对旁路耦合微束等离子弧焊不同旁路电流、送丝速度和离子气流量下的熔滴过渡图像,使用视频采集系统进行了拍摄,采用静力平衡理论,分析了熔滴所受的主要作用力及不同参数下熔滴所受作用力的变化情况,并计算了不同参数下的熔滴过渡频率。结果表明,在旁路耦合微束等离子弧焊过程中,当焊接总电流一定时,随着旁路电流的增大熔滴过渡频率呈减小趋势,熔滴尺寸随之增大,旁路电弧对熔滴过渡起阻碍作用;熔滴过渡频率随离子气流量的增大而增大,随送丝速度的增大先增大后减小;当焊丝在等离子弧边缘熔化时,重力是促进熔滴过渡的主要作用力,且由于斑点力在水平方向上的分力大于电磁力在水平方向上的分力,熔滴呈排斥过渡;当焊丝在等离子弧中心熔化时,等离子流力是促进熔滴过渡的主要作用力。采用旁路耦合微束等离子弧焊在所搭建的三维运动平台上进行三维焊接快速成形试验,采用游标卡尺测量堆垛层高度,并采用CCD工业相机实时拍摄整个堆垛过程,分析了中间稳定段和收弧位置的熔滴过渡变化及熔池中液态金属的流动情况,并分析了熔池所受作用力及焊接参数对塌陷的影响,结果表明,采用旁路耦合微束等离子弧焊进行三维焊接快速成形过程中,在焊接总电流相同的条件下,随旁路电流的增大,熔敷层的混层现象逐渐减弱,相邻层间的分界线越来越明显;收弧位置塌陷是由熔池中填充金属不足及熔敷金属的流淌造成的,而产生的焊瘤加剧了液态金属的流淌;并且随着堆垛层数的增加,中间稳定段与收弧端的高度差越来越大,熔滴不能稳定过渡到熔池进一步加剧了收弧端的塌陷。熔敷金属的流淌主要是由等离子流力、重力和电磁力的作用引起的。焊接电流、焊接速度、送丝速度和离子气流量是影响旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接快速成形过程堆垛塌陷的主要因素。
杜俊远[5]（2016）在《动力头全自动氩弧焊机的研制》文中研究说明随着焊接技术的大力发展,近年来自动TIG焊在工业生产中的应用越来越广泛,尤其是不锈钢材料。本文旨在研制一套用于热力膨胀阀动力头焊接的自动TIG焊接装置。本文的主要研究内容为:（1）首先根据动力头的材料属性、结构特点介绍了几种可行的焊接方法,如激光焊、等离子弧焊、电子束焊、TIG焊等。经过综合分析选择了不添丝的自动TIG焊。（2）根据企业的技术要求,制定了动力头焊接系统设计要求并提出总体设计方案,可分为控制单元、驱动单元、气路单元、定位机构、水冷机构、焊接机构和系统软件七部分。系统软件包括PLC软件和人机交互界面两部分。（3）本文从表面质量和焊缝尺寸两方面分析各工艺参数,并结合实验得出相应的最佳参数值或参数范围。（4）使用最佳的工艺参数进行批量测试,分别从表面质量、焊缝气密性和熔深的检测三方面评定该焊接系统的稳定性和焊接效果。
吴俊超[6]（2016）在《高速焊接激光接缝跟踪装置研制及工艺试验》文中提出本文针对高速焊接中斜线接缝与曲线接缝的自动跟踪误差较大的问题,研制了一套基于激光视觉的接缝跟踪装置并通过试验验证,实现了高速焊接下的接缝精确自动跟踪。采用结构激光视觉传感方法,制定了最优传感器结构方案；对装置的硬件设备进行选择与性能分析,搭建装置的硬件系统,并通过试验进行结构优化。通过实验获取了视觉传感器的最佳设计参数：CCD安装高度为145mm,激光器安装高度为140mm,激光器偏转角度为20°;对系统进行标定,建立图像中像素与实际尺寸的对应关系,经测量确认该装置采集到的图像坐标中6个像素与实际尺寸1mm相对应。基于VC++6.0的开发平台,开发了激光接缝跟踪软件系统,系统的主要控制参数有：焊接材料、焊接方法、坡口类型、接缝类型以及焊接速度等。为了达到兼具实时性与精确性的图像处理效果,本文分别设计了无弧情况下与实时焊接情况下的图像处理算法并对其进行优化设计,最终使整个处理流程耗时在50ms以内,能满足接缝实时跟踪的要求。针对常用特征点寻找算法斜率法适应性不强、可靠性较差的缺点,提出了适用于所有坡口类型的最大距离法；根据特征点坐标信息找出对各种坡口进行区分的依据,并设计了内部识别流程图,实现了坡口的自动识别；根据本文提出的识别准则,对各种类型的坡口识别试验发现,搭接接头、U型接头、I型接头数据与实际值对应很好,90°V型、45°V型角度与实际值相比,误差分别为0.6°、0.8°,能满足接缝跟踪的精度要求。最后为检验激光接缝跟踪装置的性能,对其进行无弧条件下的接缝跟踪试验、MIG焊图像处理效果试验和斜线、曲线接缝焊接实时跟踪试验。最终结果表明：焊接速度在0.9m/min—-1.14m/min时,10°、15°、20°斜线接缝跟踪偏差集中在0.3—0.6mm,焊接速度0.72m/min时,曲线接缝偏差量集中在0.6mm左右,最大偏差量为0.8mm。证明研制的激光接缝跟踪装置能满足实际生产应用的要求。
任磊磊[7]（2014）在《机电焊一体化控制集成的研究》文中进行了进一步梳理当代，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。
肖军[8]（2013）在《镍板拼接等离子弧焊设备研制》文中进行了进一步梳理镍及镍基合金的焊接可以采用手工电弧焊、TIG、MIG、埋弧焊等焊接方法,但是镍及镍基合金的热导率低、电阻率大,如果采用自由电弧焊接时热输入不易控制,可能导致HAZ宽大及晶粒粗化,从而降低焊接接头的组织力学性能。等离子弧为压缩电弧,能实现中厚板单面焊双面成形,焊缝热影响区窄、焊接变形小。因此,等离子弧焊可视为镍板拼接的最佳选择。与其他电弧焊相比,等离子弧焊设备比较复杂,控制对象较多。基于这种原因,本文设计出了一套以PLC作为控制核心的自动等离子弧焊设备。该等离子弧焊设备线路简单、操作以及维护比较方便,具有很好的稳定性、可靠性和适应性。本文详述了等离子弧焊系统的组成,介绍了各部分包括焊接电源、焊枪、小车行走机构和送丝机构、气路和水路系统及PLC控制系统在焊接过程中的重要作用以及设计要求。本文研制的等离子弧焊设备焊接主电路采用两台独立逆变电源供电,其中一台为维弧电源,另一台为主弧电源,这样非转移弧和转移弧既不相互影响,又便于两个电弧参数的独立调节,增强了系统的操作性和稳定性。本文还介绍了控制柜结构尺寸的设计,元器件布局以及接线设计,PLC在线调试,控制面板以及整个系统的调试过程。调试工作表明所设计的等离子弧焊系统能够满足等离子弧焊的工艺要求。从大量的焊接工艺试验结果来看,本文研制的等离子弧焊设备可以实现对6mm厚镍板单面焊双面成形的自动控制,焊接结果较为满意。最后,针对本文研制的设备不足之处,提出了几点改进的建议,以供今后对设备改进参考。
罗雨[9]（2012）在《海底管道铺设焊接机器人系统研究》文中认为海底管道铺设全位置焊接机器人是深水管道铺设系统中重要的专用铺管设备，其稳定的工作性能及较高的焊接效率是决定铺管效率即施工经济效益的第一因素。由于海底管道铺设焊接机器人一直由国外专业公司垄断，不仅设备购置费昂贵，后期的设备维护、焊接工艺购置费用也价值不菲，国内又不具备海底管道铺设焊接机器人设计制造能力，这严重制约着南海深水油气田的勘探开发进程。为满足我国深水油气田开发工程的需要，打破国外技术垄断，实现海底管道铺设焊接机器人的国产化，需要对海底管道铺设焊接机器人的机构设计、控制系统体系结构、关键技术及焊接工艺等问题进行深入研究。本文在充分调研国内外管道焊接机器人研究现状的基础上，根据海底管道铺设全位置焊接的工艺特征，分析了海底管道铺设焊接系统结构，提出了海底管道铺设焊接机器人系统总体设计方案，明确了需要研究的关键技术。主要的研究工作如下：1、研究了海底管道铺设焊接机器人控制系统的开放式体系结构。针对传统机器人控制系统无法解决多总线异构设备之间的实时数据交换问题。提出了基于EtherCAT的多总线异构网络横向互联的实时控制数据交换模型。采用基于Windows的软PLC过程数据映射技术实现异构系统的数据交换及各功能子系统间的协同控制。以开放式控制网络体系结构研究为理论基础，对海底管道铺设焊接机器人控制系统的总体结构及各功能子系统进行了设计，形成了基于CAN-open的数字化焊接电源控制、运动控制、角度传感、电气辅助、完整的数据管理和在线监控等功能单元与一体的综合控制系统。设计的控制系统开放性和可扩展性好，有利于电弧传感、接触传感、激光跟踪等智能化应用功能的扩展。2、对海底管道铺设焊接机器人运动控制系统进行了研究。采用正弦波驱动无刷直流电动机的id=0矢量控制策略，有效地抑制直流无刷电机的电磁转矩脉动，提高了驱动电机的控制精度；摆动机构在采用电流内环速度外环控制结构的基础上，加入低通滤波器和陷波滤波器。低通滤波器能抑制系统中的高频干扰，陷波器的使用剔除了摆动机构传动环节中存在弹性变形导致的机械共振点,提高了摆动机构控制精度。采用激光测距传感器测量齿间隙量,并对其进行补偿,保证了摆动机构摆宽的精度。3、针对行走机构双电机驱动的严格同步要求，采用“分时通信、同步执行”的协议模型实现同步组单轴速度指令的同步执行。由于刚性连接的两行走电机间的耦合关系导致的负载不均衡及两轴实际速度不协调问题,提出了主从速度跟随单轴变增益同步控制算法，测试结果表明该算法保证了两轴同步运动的精度，可保证整个焊接过程的平稳运行。4、分析了系统中关键设备CAN-open通信模块的接口特性，研究了CAN-open设备模型原理及主站单元与数字化焊接电源、伺服驱动器等从站单元的数据交换过程，利用SDO通信方式配置设备对象词典，通过PDO通信方式确保了多个功能子系统数据透明传输和一体化协同控制的顺利实现。5、研究了海底管道铺设优质高效的流水生产线式焊接作业模式,依据制定的流水线生产工艺，构建了海底管道铺设生产线多级控制网络平台。研究了焊接工作站双焊接机器人协同操作实现自动焊道覆盖功能的技术手段。采用自动化设备规范通信技术及实时以太网技术能实现双机器人控制系统间的数据交换，利用双机器人协同操作控制策略读取共享变量，按照协同操作控制逻辑能保证起弧与停弧位置一致性，能使焊接接头形成无缺陷对接。6、针对管道焊接工艺特点，分析了实现电弧传感在管道焊接应用中的技术难点，研制了适宜于管道焊接的高速扫描焊炬，用于较高摆动频率下的电弧传感研究。在搭建的焊接试验平台上进行了电弧传感的初步研究，提出了边界区域电流均值法提取焊缝横向偏差，取得了一定的跟踪效果，为更深入的研究基于电弧传感的管道焊接焊缝跟踪系统打下基础。7、海管铺设全位置焊接工艺研究。以海底管道铺设焊接机器人为对象，研究主要焊接工艺参数的匹配规律，形成了一套用于指导焊接工艺参数的调节规范。采用双炬焊接工艺及窄间隙坡口和背部铜衬垫内对口器等有效技术手段,进行管道焊接工艺试验，确立了一套海底管道铺设焊接机器人的焊接工艺参数。进行了铺管焊接机器人海上焊接试验，焊接效率高，焊缝成形良好。通过海上试验诸多环节的考验，焊接样机的技术性能完全满足海上应用需要。以上研究成果为海底管道铺设焊接机器人工程样机的制造提供依据，为深入开展智能化关键技术的研究奠定了基础，将会有效的推进海底管道铺设焊接机器人的实际工程化应用进程。
代克杰[10]（2011）在《超窄间隙熔化极气体保护焊关键技术研究》文中指出为了适应现代工业对中、厚板焊接高焊接质量、低生产成本的要求,本文自主设计、研发并制造了超窄间隙熔化极气体保护焊焊接设备。本文围绕超窄间隙熔化极气体保护焊进行了深入研究,解决了包括侧壁熔合、高度跟踪、横向跟踪等多项关键技术,为该设备的工业化应用提供了技术保证。为了解决超窄间隙GMAW的侧壁熔合问题,本文采用弯曲焊丝驱动电弧横向摆动的技术方案。利用有限元分析软件计算摆动电弧条件下的温度场。在温度场的计算中,根据实际焊接小车的运动规划了热源的轨迹,将一个周期的运动路径按照摆动位置划分为四段,应用坐标轴的旋转变换给出了一个运动周期内摆动热源的动态方程,给出了母材上五个测点的热循环曲线。利用K型热电偶做测温装置,记录了上述五点的温度变化曲线,实际证明了计算的正确性。计算结果表明：在摆动电弧条件下,测点的热循环曲线呈现双峰形态,相对于通常的GMAW焊,温度上升的速度更快。给出了满足厚板熔合条件的工艺参数。利用有限元分析的结果设计了一套超窄间隙GMAW弯丝机构,弯丝机构由机器控制器、伺服电机、齿轮、齿条等装置构成。通过改变电机转速、极限位置停顿时间、弯曲行程等参数调节焊丝的弯曲幅度。对实验结果应用多元回归分析方法发现：弯丝行程是影响弯曲幅度最大的因素,给出了弯曲幅度和弯丝行程之间的单因素回归表达式W=-2.286+3.733S。设置满足熔合要求的典型弯丝幅度进行表面堆焊试验,实验结果表明：随着弯丝幅度的增大,焊缝的熔宽成增大趋势,焊缝的表面成型呈现中凹趋势。利用该设备对2.25Cr1Mo试件进行了实际的超窄间隙焊接,结果表明,弯丝工艺可以很好的解决的厚板试件的侧壁熔合问题。研究了超窄间隙熔化极气体保护焊焊炬高度和焊接电流之间的关系,研究表明在电源固定条件下,在一定范围内焊接电流和焊炬高度为线性关系,通过安装在电源内部的霍尔传感器检测焊接电流和焊炬高度,给出了焊接电流和焊炬高度之间的拟合表达式H＝78.8-0.26I。设计了焊炬高度自适应调节系统,通过一维激光传感器实时测量焊缝高度,采用高度数字信号滤波算法调整焊炬以保证对焊道表面距离的恒定,验证了算法的有效性和抗干扰性。设计的焊炬高度控制系统由控制柜、机器控制器、小车行走电机、高度提升电机、滚珠丝杆等组成。为了保证弯丝时焊炬能够时刻保持在焊缝中心位置,设计了一套浮动弹力焊炬系统,在焊炬的前后位置布置相同的板簧、滚子,通过滚子和侧壁的弹力保持焊炬在焊缝中的浮动对中。在理论上通过对典型焊缝坡口形式下的偏差分析,证明了该方案的可行性。采用设计的超窄间隙熔化极气体保护焊系统对三种低合金高强钢进行了焊接,在生产率和生产效率方面进行了对比,发现设计的工艺在诸多方面都有优势。同时对焊接接头进行了强度、塑性、韧性、硬度方面的工艺评定,结果表明接头各项参数都达到了前期的预期。
二、NZ-450环缝保护气自动弧焊机自动控制的实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NZ-450环缝保护气自动弧焊机自动控制的实现（论文提纲范文）
（1）高效双丝焊接设备及工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 焊接的现代化发展 |
| 1.3 热丝工艺的研究 |
| 1.4 课题的研究目的与意义 |
| 1.5 课题的研究内容 |
| 第2章 双丝工艺研究平台 |
| 2.1 焊接平台整体结构 |
| 2.2 焊接电源基本组成 |
| 2.2.1 双丝电源主电路构成 |
| 2.2.2 双丝电源控制策略 |
| 2.3 双丝焊机辅助系统 |
| 2.3.1 通信系统 |
| 2.3.2 人机交互 |
| 2.3.3 送丝系统 |
| 2.4 高速数据采集系统 |
| 2.5 焊枪夹持与行走机构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 送丝系统 |
| 3.1 送丝调速原理 |
| 3.2 构建送丝系统数学模型 |
| 3.2.1 建立直流电机方程 |
| 3.2.2 推导传递函数 |
| 3.2.3 判断系统稳定性 |
| 3.3 Simulink系统仿真 |
| 3.3.1 搭建电机模块 |
| 3.3.2 搭建软件PI模块 |
| 3.3.3 搭建硬件电路模块 |
| 3.3.4 送丝系统整体调试 |
| 3.3.5 仿真速度响应曲线 |
| 3.4 送丝软件优化 |
| 3.4.1 优化电机启动 |
| 3.4.2 分档选用PI系数 |
| 3.4.3 增加数字滤波 |
| 3.5 送丝性能测试 |
| 3.5.1 送丝性能测试方法 |
| 3.5.2 送丝性能测试结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 通信系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 通信系统组成 |
| 4.3 通信系统工作过程 |
| 4.4 通信系统信息存储 |
| 4.5 通信系统的校验 |
| 4.5.1 CAN通信的校验 |
| 4.5.2 SPI通信的校验 |
| 4.5.3 I2C通信的校验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 药芯焊丝2X7直流脉冲焊工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 药芯焊丝2X7直流脉冲焊预实验 |
| 5.2.1 药芯焊丝2X7可焊性工艺选择 |
| 5.2.2 直流脉冲焊工艺参数 |
| 5.2.3 药芯焊丝2X7直流脉冲可焊性实验设计 |
| 5.2.4 药芯焊丝2X7直流脉冲可焊性评价指标 |
| 5.2.5 药芯焊丝2X7直流脉冲焊工艺实验结果及分析 |
| 5.3 药芯焊丝2X7直流脉冲焊工艺参数优化 |
| 5.3.1 药芯焊丝2X7直流脉冲焊参数优化实验设计 |
| 5.3.2 工艺参数优化实验结果及分析 |
| 5.3.3 焊接参数优化后焊接效果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 药芯焊丝2X7热丝焊工艺研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 药芯焊丝2X7热丝焊熔敷速率与稀释率研究 |
| 6.2.1 热丝电流对熔敷速率的影响 |
| 6.2.2 热丝焊熔敷速率与焊缝稀释率关系研究 |
| 6.3 药芯焊丝2X7焊缝稀释率与硬度、耐磨性的研究 |
| 6.3.1 实验设计 |
| 6.3.2 药芯焊丝2X7的焊缝稀释率与硬度关系研究 |
| 6.3.3 药芯焊丝2X7不同稀释率下焊缝耐磨性研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 焊接自动化装备的发展现状 |
| 1.3 CNC焊接技术的研究现状 |
| 1.4 电弧传感器技术的概况 |
| 1.4.1 摆动式电弧传感器 |
| 1.4.2 旋转电弧传感器 |
| 1.5 本文主要的研究内容 |
| 第2章 基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统开发 |
| 2.1 CNC焊接系统 |
| 2.1.1 CNC焊接系统功能 |
| 2.1.2 CNC焊接系统特点 |
| 2.1.3 技术指标 |
| 2.2 旋转电弧传感器焊缝跟踪系统 |
| 2.2.1 旋转电弧传感器工作原理 |
| 2.2.2 旋转电弧传感器电弧模型 |
| 2.2.3 旋转电弧传感器信号特征分析 |
| 2.3 基于旋转电弧传感器的CNC焊接机 |
| 2.3.1 焊缝闭环跟踪系统结构 |
| 2.3.2 焊缝跟踪控制方法 |
| 2.3.3 系统软件设计及功能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于B样条空间曲线焊缝轨迹规划研究 |
| 3.1 CNC焊接系统中的样条曲线 |
| 3.1.1 样条曲线的应用 |
| 3.1.2 样条曲线算法分析 |
| 3.2 基于时间参数的B样条空间曲线焊缝轨迹规划的理论基础 |
| 3.2.1 B样条空间曲线焊缝数学建模 |
| 3.2.2 轨迹规划插补方法分类 |
| 3.2.3 基于时间参数的B样条插补算法 |
| 3.2.4 B样条曲线插补的速度规划 |
| 3.3 B样条空间曲线焊缝轨迹规划仿真分析 |
| 3.3.1 轨迹规划仿真分析 |
| 3.3.2 速度规划仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于修正型EKF算法的焊缝跟踪偏差预测研究 |
| 4.1 EKF算法的基本理论研究 |
| 4.1.1 EKF算法的应用 |
| 4.1.2 EKF算法的简介 |
| 4.1.3 修正型EKF算法 |
| 4.2 焊缝跟踪偏差预测控制系统 |
| 4.2.1 系统结构 |
| 4.2.2 旋转电弧传感器预测模型 |
| 4.2.3 焊缝参考轨迹 |
| 4.2.4 基于旋转电弧传感器模型的控制算法 |
| 4.3 焊缝偏差的识别 |
| 4.4 焊缝偏差预测结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 试验平台的搭建与焊缝跟踪结果分析 |
| 5.1 系统总体框图 |
| 5.1.1 执行模块 |
| 5.1.2 主控系统 |
| 5.1.3 焊接系统 |
| 5.2 焊缝跟踪实验 |
| 5.2.1 实验目的 |
| 5.2.2 实验设备与参数 |
| 5.2.3 焊缝跟踪实验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 (攻读硕士学位期间的研究成果) |
（3）磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器及熔宽自适应方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 埋弧焊跟踪系统概述 |
| 1.2.1 接触式传感器 |
| 1.2.2 非接触式传感器 |
| 1.2.3 电弧传感器 |
| 1.3 窄间隙埋弧焊的发展 |
| 1.3.1 窄间隙埋弧焊的来源 |
| 1.3.2 窄间隙埋弧焊焊接方法及应用 |
| 1.4 磁控电弧技术的研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器的设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.1.1 电弧的组成 |
| 2.1.2 磁场对电弧的作用 |
| 2.2 磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器原理及结构设计 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 传感器的构成 |
| 2.2.3 传感器的设计特点 |
| 2.2.4 传感器的结构设计 |
| 2.3 励磁电源设计及优化 |
| 2.3.1 正弦波电压信号电路设计 |
| 2.3.2 放大电路的优化设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器的仿真优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁场分析及有限元方法简介 |
| 3.3 磁控窄间隙跟踪传感器的有限元分析 |
| 3.3.1 麦克斯韦方程 |
| 3.3.2 磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器磁场的分析步骤 |
| 3.3.3 长度L对磁场强度的影响 |
| 3.3.4 宽度d对磁场强度的影响 |
| 3.3.5 圆弧半径R1对磁场强度的影响 |
| 3.3.6 磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器的优化模型 |
| 3.3.7 智能水冷系统 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁控窄间隙埋弧焊电压信号的分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁控窄间隙电弧摆动角? 的数学模型 |
| 4.3 窄间隙坡口的弧长模型 |
| 4.3.1 坡口类型 |
| 4.3.2 不同坡口的弧长模型 |
| 4.4 SIMULINK仿真及分析 |
| 4.4.1 电压特征信号Simulink仿真 |
| 4.4.2 电压特征信号分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磁控窄间隙埋弧焊焊缝跟踪方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电压信号处理 |
| 5.2.1 滤波处理 |
| 5.2.2 电压信号滤波结果分析 |
| 5.3 熔宽自适应焊缝跟踪方法 |
| 5.3.1 电压特征信号的检测 |
| 5.3.2 熔宽自适应焊缝跟踪方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 磁控窄间隙埋弧焊焊缝跟踪试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 磁控窄间隙埋弧焊试验平台及系统构成 |
| 6.2.1 焊接电源 |
| 6.2.2 磁控窄间隙跟踪系统 |
| 6.3 焊缝跟踪试验及结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录（攻读硕士学位期间的研究成果） |
（4）旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 三维焊接快速成形研究现状 |
| 1.2.1 三维焊接快速成形方法研究现状 |
| 1.2.2 三维焊接快速成形过程检测与精度控制研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文采取的研究方法、技术路线和试验方案 |
| 1.5 课题的创新性 |
| 第2章 旁路耦合微束等离子弧焊方法及试验系统 |
| 2.1 旁路耦合微束等离子弧焊方法及基本原理 |
| 2.1.1 旁路耦合微束等离子弧焊方法的提出 |
| 2.1.2 旁路耦合微束等离子弧焊基本原理 |
| 2.2 旁路耦合微束等离子弧焊快速原型试验系统 |
| 2.2.1 快速原型控制系统 |
| 2.2.2 旁路耦合微束等离子弧焊焊接系统 |
| 2.2.3 视频采集系统 |
| 2.2.4 热信号采集系统 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 旁路耦合微束等离子弧焊的特性 |
| 3.1 旁路耦合微束等离子弧焊工艺研究 |
| 3.1.1 试验材料与方法 |
| 3.1.2 试验结果与分析 |
| 3.2 旁路耦合微束等离子弧焊熔敷率研究 |
| 3.3 旁路耦合微束等离子弧焊热输入研究 |
| 3.4 旁路耦合微束等离子弧焊稀释率研究 |
| 3.5 旁路耦合微束等离子弧焊熔滴过渡特性分析 |
| 3.5.1 旁路耦合微束等离子弧焊熔滴过渡图像采集 |
| 3.5.2 旁路耦合微束等离子弧焊熔滴受力分析 |
| 3.5.3 工艺参数对熔滴过渡频率的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接快速成形试验研究 |
| 4.1 旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接快速成形工艺研究 |
| 4.1.1 试验材料及方法 |
| 4.1.2 试验结果与分析 |
| 4.2 三维焊接快速成形过程中塌陷分析 |
| 4.2.1 熔滴过渡对塌陷的影响 |
| 4.2.2 熔池流动对塌陷的影响 |
| 4.2.3 讨论与展望 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 专利 |
（5）动力头全自动氩弧焊机的研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 不锈钢材料焊接方法概述 |
| 1.2.2 国内外焊接装备的发展概述 |
| 1.2.3 自动化焊接设备控制系统概述 |
| 1.3 课题研究的主要内容和创新点 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 动力头全自动氩弧焊系统总体设计 |
| 2.1 焊接对象及整机设计要求 |
| 2.2 动力头全自动氩弧焊机整机设计方案 |
| 2.3 控制单元设计 |
| 2.4 驱动单元设计 |
| 2.5 气路单元设计 |
| 2.6 定位机构设计 |
| 2.7 焊接机构设计 |
| 2.8 水冷机构设计 |
| 2.9 动力头全自动氩弧焊机软件设计 |
| 2.9.1 PLC软件设计 |
| 2.9.2 人机交互界面设计 |
| 2.10 本章小结 |
| 3 动力头TIG焊接工艺的分析与优化 |
| 3.1 焊接方法的选择 |
| 3.2 焊接电流、速度的影响及其选择 |
| 3.3 电弧长度的影响及选择 |
| 3.4 钨极的影响及选择 |
| 3.5 喷嘴保护气的影响及选择 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 实验结果及研究 |
| 4.1 焊接质量的检测方法 |
| 4.2 实验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（6）高速焊接激光接缝跟踪装置研制及工艺试验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外接缝跟踪技术发展现状及应用 |
| 1.2.1 国内外接缝跟踪技术发展现状概况 |
| 1.2.2 接缝跟踪技术中的传感装置 |
| 1.2.3 接缝跟踪技术中的图像处理 |
| 1.2.4 接缝跟踪技术中的自动控制 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 2 接缝跟踪硬件系统的总体设计方案 |
| 2.1 光路系统的设计 |
| 2.1.1 视觉传感式跟踪系统的分类 |
| 2.1.2 CCD与激光器的结构设计 |
| 2.2 系统的硬件设备及工作原理 |
| 2.2.1 CCD摄像机与镜头 |
| 2.2.2 激光器 |
| 2.2.3 滤光片与减光片 |
| 2.2.4 图像采集卡 |
| 2.2.5 运动控制卡 |
| 2.2.6 步进电机与驱动器 |
| 2.2.7 十字滑块 |
| 2.3 CCD摄像机安装夹具的设计与改进 |
| 2.4 视觉传感器的参数设定 |
| 2.5 CCD的坐标标定 |
| 2.5.1 坐标系的建立 |
| 2.5.2 坐标转换 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 接缝跟踪中的图像处理与图像分析 |
| 3.1 数字图像处理基本概念 |
| 3.2 软件功能开发 |
| 3.3 无弧光时的图像处理算法 |
| 3.3.1 平滑滤波 |
| 3.3.2 梯度锐化 |
| 3.3.3 二值化 |
| 3.3.4 轮廓提取 |
| 3.3.5 中心提取 |
| 3.4 焊接实时图像处理算法 |
| 3.4.1 水平边缘检测 |
| 3.4.2 自动阈值分割 |
| 3.4.3 中值滤波 |
| 3.4.4 图像反色 |
| 3.4.5 中线提取 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 坡口识别及偏差信息提取 |
| 4.1 坡口特征点提取 |
| 4.2 坡口类型识别 |
| 4.3 偏差信息提取 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 接缝跟踪系统试验与分析 |
| 5.1 无弧条件下的接缝跟踪试验 |
| 5.1.1 试验方法 |
| 5.1.2 试验结果与分析 |
| 5.2 MIG焊图像处理效果试验 |
| 5.2.1 实验参数 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.3 斜线接缝MIG焊跟踪试验 |
| 5.3.1 试验参数 |
| 5.3.2 试验结果与分析 |
| 5.4 曲线接缝MAG焊跟踪试验 |
| 5.4.1 试验参数 |
| 5.4.2 试验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）机电焊一体化控制集成的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 研究来源及意义 |
| 1.3 国内外焊接自动化设备发展现状对比分析 |
| 1.4 焊接自动化设备中集成技术研究 |
| 1.5 数字化焊接设备控制系统的研究 |
| 1.5.1 数字化焊机控制系统研究 |
| 1.5.2 焊缝跟踪控制系统研究 |
| 1.6 超薄板结构件焊接工艺研究 |
| 1.6.1 超薄板焊接烧穿机理 |
| 1.6.2 超薄板变形因素分析 |
| 1.6.3 焊接过程中线能量分析 |
| 1.7 国内外超薄件加工产品现状 |
| 1.8 主控制器选择 |
| 1.9 主要研究内容 |
| 第二章 装配系统控制集成的研究 |
| 2.1 装配系统控制集成思想 |
| 2.2 装配系统控制集成的硬件原理 |
| 2.2.1 定位压紧及抬/压枪机构集成硬件原理 |
| 2.2.2 高精度焊枪调整二维机构集成原理 |
| 2.2.3 硬件抗干扰技术研究 |
| 2.3 装配系统控制集成的软件原理 |
| 2.3.1 定位压紧及抬/压枪机构控制软件原理 |
| 2.3.2 手动调节焊枪对中控制软件原理 |
| 2.3.3 软件抗干扰技术研究 |
| 2.4 装配系统控制集成分析 |
| 2.4.1 调试分析注意事项 |
| 2.4.2 顶针左右压板及焊枪控制分析 |
| 2.4.3 二维调整机构控制信号分析 |
| 2.4.4 0.1mm 不锈钢薄板对接接头装配试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 焊缝起/终点寻迹系统控制集成的研究 |
| 3.1 焊缝起/终点寻迹系统控制集成思想 |
| 3.2 焊缝起/终点寻迹系统控制集成硬件原理 |
| 3.2.1 行走机构驱动电机选择 |
| 3.2.2 行走机构及检测电路集成硬件原理 |
| 3.2.3 视觉传感器的选择分析 |
| 3.2.4 BOA 智能相机控制集成硬件系统 |
| 3.3 起/终点寻迹系统控制集成软件原理 |
| 3.3.1 坐标系研究 |
| 3.3.2 起/终点寻迹软件方案建立 |
| 3.3.3 焊枪实时坐标数学模型 |
| 3.4 起/终点寻迹系统控制集成分析 |
| 3.4.1 行走机构控制集成分析 |
| 3.4.2 A/D 模块测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 自动化焊接系统控制集成的研究 |
| 4.1 自动化焊接系统控制集成思想 |
| 4.2 自动化焊接系统控制集成硬件原理 |
| 4.2.1 集成的焊缝跟踪系统硬件原理 |
| 4.2.2 微束等离子弧焊机控制集成硬件分析 |
| 4.3 自动化焊接系统控制集成软件原理 |
| 4.4 自动化焊接系统控制集成分析讨论 |
| 4.4.1 BOA 智能相机与 DSP 控制器数据通信分析 |
| 4.4.2 焊缝跟踪过程的实时性分析讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 集成设备数字化人机交互系统的研究 |
| 5.1 人机交互系统集成思想 |
| 5.2 数字化人机交互系统控制集成硬件原理 |
| 5.3 数字化人机交互系统控制集成软件原理 |
| 5.4 数字化人机交互系统控制集成分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（8）镍板拼接等离子弧焊设备研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 等离子弧焊简介 |
| 1.1.1 等离子弧的产生原理 |
| 1.1.2 等离子弧特点 |
| 1.1.3 等离子弧的类型 |
| 1.2 等离子弧焊原理及特点 |
| 1.2.1 等离子弧焊的原理 |
| 1.2.2 等离子弧焊的特点 |
| 1.2.3 等离子弧焊接的分类 |
| 1.2.4 等离子弧焊工艺参数 |
| 1.3 等离子弧焊技术的发展 |
| 1.3.1 等离子弧焊电源的研究进展 |
| 1.3.2 等离子弧焊过程自动控制的发展 |
| 1.4 本课题的设计方案及目标 |
| 第二章 等离子弧焊系统 |
| 2.1 焊枪 |
| 2.2 焊接电源 |
| 2.3 气路和冷却水循环系统 |
| 2.3.1 气路系统 |
| 2.3.2 冷却循环水系统 |
| 2.4 机械装置 |
| 2.4.1 焊接小车 |
| 2.4.2 焊枪固定及摆动装置 |
| 2.4.3 送丝机构 |
| 2.5 控制系统设计 |
| 2.5.1 控制器的选择 |
| 2.5.2 PLC控制原理设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 PLC控制系统的设计 |
| 3.1 PLC输入输出单元设计 |
| 3.1.1 输入端I/O点数设计 |
| 3.1.2 输出端I/O点数设计 |
| 3.2 PLC机型的选择 |
| 3.3 CP1H PLC硬件系统 |
| 3.4 PLC控制系统程序设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 控制柜软硬件设计 |
| 4.1 控制柜电气原理图设计 |
| 4.1.1 电气控制原理图 |
| 4.1.2 控制柜电源设计 |
| 4.2 控制柜硬件设计 |
| 4.2.1 控制柜元器件选择 |
| 4.2.2 柜体结构尺寸设计 |
| 4.3 元器件布局和线路设计 |
| 4.3.1 空间布局设计 |
| 4.3.2 系统布线以及抗干扰设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统连接调试与焊接工艺试验 |
| 5.1 系统硬件安装及接线 |
| 5.1.1 控制柜内部接线 |
| 5.1.2 控制柜外围设备接线 |
| 5.2 系统调试 |
| 5.2.1 PLC在线调试 |
| 5.2.2 控制面板调试 |
| 5.2.3 系统调试 |
| 5.3 焊接工艺试验 |
| 5.3.1 焊接工艺参数分析 |
| 5.3.2 镍板焊接试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读研究生期间发表的论文 |
（9）海底管道铺设焊接机器人系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及课题来源 |
| 1.2 海底管道铺设发展概况 |
| 1.2.1 海底管道铺设概述 |
| 1.2.2 海底管道铺设焊接技术现状 |
| 1.2.2.1 海底管道用管材及其焊接工艺开发 |
| 1.2.2.2 海底管道手工电弧焊及半自动焊 |
| 1.2.2.3 全位置熔化极气体保护焊 |
| 1.3 管道铺设焊接机器人国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外管道铺设焊接机器人研究现状 |
| 1.3.2 国内管道铺设焊接机器人研究现状 |
| 1.4 海底管道铺设焊接机器人关键技术 |
| 1.4.1 开放式控制系统 |
| 1.4.2 现场总线及以太网技术 |
| 1.4.3 伺服运动控制技术 |
| 1.4.4 多焊接机器人协同操作 |
| 1.4.5 焊缝跟踪技术 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 1.6 课题研究的难点及创新点 |
| 第二章 海底管道铺设焊接机器人系统设计 |
| 2.1 海底管道铺设焊接机器人总体设计方案 |
| 2.1.1 海底管道铺设焊接机器人设计要求 |
| 2.1.2 系统设计思路 |
| 2.1.3 海底管道铺设焊接机器人系统组成及总体集成方案 |
| 2.1.3.1 海底管道铺设焊接机器人机械本体 |
| 2.1.3.2 海底管道铺设焊接机器人控制系统组成 |
| 2.1.3.3 焊接工艺初步方案 |
| 2.1.3.4 海底管道铺设焊接机器人要求主要技术指标 |
| 2.2 海底管道铺设焊接机器人控制系统关键技术设计方案 |
| 2.2.1 开放式控制网络的设计方案 |
| 2.2.2 自动焊道覆盖设计方案 |
| 2.2.3 行走机构同步控制技术方案 |
| 2.2.4 姿态调整装置电控系统设计方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 海底管道铺设焊接机器人控制系统研究 |
| 3.1 海底管道铺设焊接机器人控制系统体系结构研究 |
| 3.1.1 海底管道铺设焊接机器人控制实时操作系统 |
| 3.1.1.1 开放式控制系统的实现模式 |
| 3.1.1.2 实时操作系统 |
| 3.1.2 软 PLC 控制系统体系结构研究 |
| 3.1.2.1 软控制系统组成 |
| 3.1.2.2 软 PLC 的实时性及多级任务 |
| 3.1.2.3 基于 ADS 通信方式的数据交换 |
| 3.1.3 多总线异构网络实时互联技术 |
| 3.1.3.1 基于网关技术的多总线实时互联 |
| 3.1.3.2 基于 EtherCAT 的实时互联技术 |
| 3.1.3.3 软 PLC 实现控制网络实时互联 |
| 3.2 海底管道铺设焊接机器人控制系统设计 |
| 3.2.1 海底管道铺设焊接机器人控制系统总体结构设计 |
| 3.2.2 机器人运动控制子系统设计 |
| 3.2.2.1 伺服驱动器选型 |
| 3.2.2.2 行走机构同步控制系统设计 |
| 3.2.2.3 焊枪姿态调整电气控制系统设计 |
| 3.2.2.4 空间位置检测子系统设计 |
| 3.2.3 主控单元子系统设计 |
| 3.2.3.1 主控单元控制器 |
| 3.2.3.2 主控单元总线耦合器 |
| 3.2.3.3 主控单元软件功能模块 |
| 3.2.4 远程控制盒子系统设计 |
| 3.2.5 焊接电源子系统设计 |
| 3.2.6 电气辅助系统设计 |
| 3.2.7 焊接数据库子系统设计 |
| 3.2.8 人机系统设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 海底管道铺设焊接机器人运动控制研究 |
| 4.1 永磁直流无刷电机伺服系统 |
| 4.1.1 永磁直流无刷电机及其控制技术 |
| 4.1.2 永磁直流无刷电机正弦波驱动控制 |
| 4.1.3 正弦波驱动直流无刷电机参数测试 |
| 4.2 摆动机构运行精度研究 |
| 4.2.1 摆动机构运行控制策略研究 |
| 4.2.1.1 摆动机构性能指标分析 |
| 4.2.1.2 提高摆动机构跟踪精度的研究 |
| 4.2.1.3 谐波滤波器对系统共振点的抑制 |
| 4.2.2 焊丝摆动轨迹测量 |
| 4.2.2.1 焊丝摆动轨迹及齿间隙测量方案 |
| 4.2.2.2 焊枪摆动机构的实际测试结果 |
| 4.3 行走机构速度平稳性研究 |
| 4.3.1 行走机构同步控制策略 |
| 4.3.2 行走电机节点时钟同步控制 |
| 4.3.3 变负载运行单轴速度平稳性控制 |
| 4.3.4 行走机构运行测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 海底管道铺设焊接机器人关键技术研究 |
| 5.1 基于 CAN 总线的控制网络通信实现 |
| 5.1.1 CAN 总线分布式控制网络 |
| 5.1.2 CAN 总线及 CAN-open 原理 |
| 5.1.3 基于 CAN-open 数字化焊接电源网络通信 |
| 5.1.3.1 焊接电源 CAN-open 设备模型 |
| 5.1.3.2 焊接电源对象词典的访问 |
| 5.1.3.3 PDO 数据通信 |
| 5.2 海底管道铺设作业生产线控制网络 |
| 5.2.1 流水线多级网络控制平台 |
| 5.2.2 双焊接机器人协同控制实现自动焊道覆盖功能 |
| 5.3 基于电弧传感的管道焊接基础技术研究 |
| 5.3.1 管道焊接扫描焊炬的研制 |
| 5.3.1.1 管道焊接扫描焊炬的选择 |
| 5.3.1.2 高速摆动焊炬 |
| 5.3.2 试验平台的搭建 |
| 5.3.3 平焊位置 V 型坡口高度方向偏差识别 |
| 5.3.4 边界区域电流均值法提取焊缝横向偏差 |
| 5.3.5 基于 Labview 的电弧传感程序实现 |
| 5.3.6 平板跟踪试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 海底管道铺设焊接机器人焊接工艺研究 |
| 6.1 海底管道铺设焊接工艺参数的研究 |
| 6.1.1 全位置焊接工艺参数空间分段 |
| 6.1.2 焊接工艺参数的匹配 |
| 6.1.2.1 送丝速度与焊接速度的匹配关系 |
| 6.1.2.2 焊道厚度的控制方法 |
| 6.1.2.3 线能量控制参数匹配 |
| 6.1.3 焊接工艺参数控制规范的确立 |
| 6.2 管道焊接工艺试验 |
| 6.2.1 焊接工艺试验方案 |
| 6.2.2 焊接工艺试验步骤 |
| 6.2.3 焊接工艺参数 |
| 6.2.4 焊接试验过程数据分析 |
| 6.3 工艺试验结果 |
| 6.3.1 外观检测 |
| 6.3.2 UT 探伤 |
| 6.3.3 力学性能试验 |
| 6.4 焊接样机海上试验 |
| 6.4.1 海上试验条件 |
| 6.4.2 现场焊接试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
（10）超窄间隙熔化极气体保护焊关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 窄间隙焊接的定义和特点 |
| 1.1.1 窄间隙焊接的特征 |
| 1.1.2 窄间隙焊接的优点 |
| 1.1.3 窄间隙焊接的分类 |
| 1.2 国内外窄间隙焊接的发展状况 |
| 1.3 超窄间隙熔化极气体保护焊主要面临的问题及新近研究进展 |
| 1.4 窄间隙焊接研究的意义与发展方向 |
| 1.4.1 大幅度提高焊接生产率 |
| 1.4.2 有利于获得优良焊接接头 |
| 1.4.3 大幅度降低焊接生产成本 |
| 1.4.4 窄间隙焊接的主要研究方向 |
| 1.5 本文的主要研究内容与创新点 |
| 2 超窄间隙GMAW两侧壁可靠熔合控制技术 |
| 2.1 两侧壁熔合控制技术问题与解决方案 |
| 2.1.1 两侧壁熔合问题 |
| 2.1.2 波浪焊丝送丝装置技术方案 |
| 2.2 波浪焊丝电弧下的焊接温度场数字仿真 |
| 2.2.1 波浪式焊丝焊接模拟过程中的热源 |
| 2.2.2 焊接温度场的有限元计算 |
| 2.2.3 温度场有限元计算 |
| 2.2.4 三维摆动电弧焊接条件下的温度场数值模拟 |
| 2.2.5 焊接温度测量系统 |
| 2.3 波浪式焊丝送丝装置的设计 |
| 2.3.1 波浪焊丝送丝装置设计 |
| 2.3.2 波浪送丝弯丝参数的选择和优化 |
| 2.4 波浪送丝弯丝装置工艺试验 |
| 2.4.1 弯幅测试试验与分析 |
| 2.4.2 弯丝参数多元回归分析 |
| 2.4.3 波浪焊丝下的焊缝成形与侧壁熔合试验 |
| 2.5 小结 |
| 3 超窄间隙GMAW焊缝轨迹跟踪技术 |
| 3.1 超窄间隙GMAW下焊炬的高度跟踪 |
| 3.1.1 焊炬高度同焊接电流的关系 |
| 3.1.2 焊炬高度控制系统设计 |
| 3.2 超窄间隙GMAW焊缝轨迹横向跟踪装置设计 |
| 3.2.1 焊缝横向跟踪传感 |
| 3.2.2 超窄间隙GMAW横向跟踪方案设计 |
| 3.2.3 焊缝横向跟踪 |
| 3.3 小结 |
| 4 波浪式焊丝超窄间隙GMAW技术特性 |
| 4.1 波浪焊丝超窄间隙GMAW焊经济特性 |
| 4.1.1 焊接生产率 |
| 4.1.2 焊接生产成本 |
| 4.2 波浪式焊丝UNGW焊缝力学性能分析 |
| 4.2.1 强度分析 |
| 4.2.2 塑性分析 |
| 4.2.3 韧性分析 |
| 4.2.4 硬度分析 |
| 4.3 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、NZ-450环缝保护气自动弧焊机自动控制的实现（论文参考文献）
- [1]高效双丝焊接设备及工艺研究[D]. 马宗标. 北京工业大学, 2020(06)
- [2]基于旋转电弧传感器的CNC焊缝跟踪系统研究[D]. 钟勇. 湘潭大学, 2018(02)
- [3]磁控窄间隙埋弧焊跟踪传感器及熔宽自适应方法的研究[D]. 雷伟成. 湘潭大学, 2017(02)
- [4]旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接研究[D]. 李挺. 兰州理工大学, 2017(02)
- [5]动力头全自动氩弧焊机的研制[D]. 杜俊远. 中国计量大学, 2016(04)
- [6]高速焊接激光接缝跟踪装置研制及工艺试验[D]. 吴俊超. 南京理工大学, 2016(02)
- [7]机电焊一体化控制集成的研究[D]. 任磊磊. 上海工程技术大学, 2014(07)
- [8]镍板拼接等离子弧焊设备研制[D]. 肖军. 兰州理工大学, 2013(S1)
- [9]海底管道铺设焊接机器人系统研究[D]. 罗雨. 北京化工大学, 2012(10)
- [10]超窄间隙熔化极气体保护焊关键技术研究[D]. 代克杰. 武汉大学, 2011(05)