学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

窄间隙埋弧焊自动控制系统的研究与设计

作　者: 鞠洪涛
导　师: 张文明
学　校: 沈阳大学
专　业: 材料加工工程
关键词: NG-SAW ARM9 嵌入式Linux QT/E CAN总线
分类号: TG445
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 22次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着现代工业的不断发展,焊接生产中所用钢材板厚越来越大,为了提高厚板焊接生产效率和质量,窄间隙埋弧焊技术应运而生。为解决国内窄间隙埋弧焊设备种类相对较少的突出问题,研究并设计了窄间隙埋弧焊自动控制系统。在分析了窄间隙埋弧焊相对于其他焊接方法的优点基础上,深入探讨了窄间隙埋弧焊的关键技术,包括焊剂脱渣性、侧壁熔合技术、焊接机头的设计、焊接自动控制系统设计等技术。在充分借鉴国内外相关设备并且结合焊接生产实际情况的基础上,提出并设计了一款基于ARM9嵌入式处理器、嵌入式Linux操作系统、CAN总线通信技术、VGA显示等相关技术的窄间隙埋弧焊自动控制系统,实现了友好的图形界面显示,多节点控制等功能。设计的窄间隙埋弧焊自动控制系统主要由硬件系统和软件系统两部分构成。硬件结构上采用基于CAN总线通信技术的多节点分布式控制方案,将控制系统分为主控制器、自动送丝系统、行走机构、焊接机头等部分,研究的重点在于主控制器的设计上。主控制器设计以ARM9嵌入式处理器为核心,在外围电路上设计了VGA和触摸屏电路作为人机接口,为操作人员提供了良好的交互环境;设计了基于MCP2515和PCA82C251的CAN总线通信接口,构建了多节点分布式控制的硬件基础;同时为了实时获取焊接电压、电流等参数,还设计了焊接电压、电流采样电路,以及交直流判断电路。控制系统软件设计部分是研究的另一个重点内容。为了降低控制系统软件的开发时间和成本,提高软件的可移植性,引入了嵌入式Linux操作系统,并在此基础上开发了基于QT/Embedded的嵌入式图形用户界面。为了实现主控制器CAN总线通信,专门编写了针对嵌入式Linux操作系统的驱动程序。课题设计的窄间隙埋弧焊自动控制系统结构合理,创新点鲜明,达到了设计要求。

全文目录

1 绪论  9-21
  1.1 窄间隙埋弧焊  9
  1.2 窄间隙埋弧焊的优势  9-10
  1.3 窄间隙埋弧焊的关键技术  10-12
    1.3.1 窄间隙埋弧焊焊剂的脱渣性  10
    1.3.2 侧壁熔合技术  10-11
    1.3.3 窄间隙埋弧焊机头的设计  11-12
    1.3.4 窄间隙埋弧焊自动控制系统  12
  1.4 国内外的研究现状和发展趋势  12-16
    1.4.1 国外研究现状  12-13
    1.4.2 国内研究现状  13-16
  1.5 课题研究的背景  16-17
  1.6 课题研究的意义  17
  1.7 课题研究的主要内容  17-18
  1.8 控制系统整体方案设计  18-20
  1.9 课题的创新点  20-21
2 窄间隙埋弧焊与控制系统分析  21-31
  2.1 埋弧焊与窄间隙埋弧焊  21-22
    2.1.1 埋弧焊过程分析  21-22
    2.1.2 埋弧焊的扩展——窄间隙埋弧焊  22
  2.2 窄间隙埋弧焊技术难点  22-23
    2.2.1 窄间隙埋弧焊控制系统的实时性  22
    2.2.2 窄间隙埋弧焊控制系统抗干扰设计  22
    2.2.3 分布式控制设计  22
    2.2.4 人机界面设计  22-23
  2.3 控制系统构成与工作原理  23-26
    2.3.1 激光视觉跟踪系统  23-24
    2.3.2 行走机构  24-25
    2.3.3 焊接机头  25
    2.3.4 送丝系统  25
    2.3.5 主控制器  25-26
  2.4 数据通信CAN 总线设计  26-29
    2.4.1 数据通信CAN 总线简介  26-28
    2.4.2 数据通信CAN 总线报文帧结构  28
    2.4.3 数据通信CAN 总线的抗干扰性  28-29
    2.4.4 数据通信CAN 总线的实时性  29
  2.5 本章小结  29-31
3 主控制器硬件设计  31-49
  3.1 主控制器硬件构成  31-32
  3.2 VGA 显示与触摸屏电路设计  32-37
    3.2.1 VGA 显示原理  32-34
    3.2.2 VGA 显示与触摸屏电路设计  34-37
  3.3 数据通信CAN 总线扩展电路设计  37-39
  3.4 焊接电压电流采样电路设计  39-45
    3.4.1 焊接电压采样电路设计  39-42
    3.4.2 交直流判别电路设计  42-44
    3.4.3 焊接电流采样电路设计  44-45
  3.5 系统稳定性与抗干扰性设计  45-47
  3.6 本章小结  47-49
4 主控制器软件设计  49-65
  4.1 嵌入式Linux 操作系统  49
  4.2 软件平台移植  49-54
    4.2.1 软件开发环境建立  49-50
    4.2.2 配置和编译操作系统内核  50-52
    4.2.3 YAFFS2 根文件系统的制作  52-54
    4.2.4 烧写内核映像和文件系统  54
  4.3 QT/Embedded GUI 及应用程序开发  54-55
  4.4 嵌入式Linux 设备驱动程序  55-57
    4.4.1 嵌入式Linux 设备驱动程序概述  55-56
    4.4.2 字符设备驱动程序原理  56-57
  4.5 CAN 总线通信驱动程序开发与软件设计  57-61
  4.6 窄间隙埋弧焊分布式控制CAN 总线通信协议设计  61-63
    4.6.1 各节点标志符定义  61
    4.6.2 控制指令定义  61-63
  4.7 本章小结  63-65
5 结论  65-67
  5.1 主要结论  65
  5.2 本课题中的不足  65
  5.3 展望  65-67
参考文献  67-71
在学期间研究成果  71-73
致谢  73-74
论文摘要  74-75
Abstract  75-77

窄间隙埋弧焊自动控制系统的研究与设计

内容摘要

全文目录

相似论文