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全数字控制的大口径双焊炬管道全位置自动焊机研究

作　者: 张锋
导　师: 杜则裕
学　校: 天津大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 自动焊机全位置全数字控制大口径焊炬焊接电源焊接小车管道施工焊接速度嵌入操作系统
分类号: TG434
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 189次
引　用: 3次
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内容摘要

针对管道施工中，目前使用的管道焊接设备及采用的焊接工艺方法影响了管道施工的质量和效率。本文以提高焊接效率和焊接质量为目标，研究了一种全新的双焊炬管道全位置自动焊机的结构、控制设计方案，并对单面焊双面成形工艺进行了深入的研究。机械结构：机械系统主要由焊接小车行走驱动机构（包括焊接小车、偏心式自动锁紧行走机构）、送丝部分、焊枪摆动部分、焊枪姿态调整等部分组成，完成焊接过程中所有动作的机构支持。机械结构的设计充分体现了控制方式的完美以及机电相互间的协调匹配。控制系统：利用DSP（高速数字信号处理器）的高速信号处理能力和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的高密度硬件逻辑结构，研制体积小、集成度高的专用数字运动控制器。采用PDA（掌上电脑，）作为硬件编程工具，Palm OS嵌入操作系统作为软件平台，C语言作为软件开发工具，研制一种实现焊接参数和控制参数预置、修改及下载的编辑器。采用汇编语言或ANSI C语言编写运动控制软件和双焊炬焊接工艺软件，其中多轴数字PID算法和三次样条插值算法是软件的重点。焊接工艺：研制一种专用控制接口，该接口与焊接电源（根焊专用焊接电源以及通用焊接电源）配合，有效控制熔滴过渡和线能量输入，保证单面焊双面成形工艺的实施。这是单面焊双面成形工艺成败的关键。双焊炬自动焊工艺应包括双层叠焊、单层排焊和单面焊双面成形根焊。在工艺研究中，重点应放在焊缝成型、焊缝力学性能及单面焊双面成形根焊三个方面。特别要研究总结在不同管口组对精度条件下，实施单面焊双面成形根焊的技术和工艺效果。实现的目标是：在现场可实现的管口组对精度条件下，实施单面焊双面成形根焊的技术条件与工艺方法。通过对双焊炬管道全位置自动焊机的试验，双焊炬管道全位置自动焊机从根本上解决了厚管壁、V型口的焊接难题。采用双焊炬管道全位置自动焊机叠焊和排焊，有效的提高了焊接速度和效率。整个系统具有自诊和信息检测功能，能动态显示焊接过程中的电位、电压、焊接速度。双焊炬管道全位置自动焊机所具有的技术优势必然推动焊接技术的发展，将会创造很高的社会效益和经济效益。

全文目录

摘要   2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-13
第二章双焊炬管道全位置自动焊机的技术方案  13-18
第三章管道全位置自动焊机的机械结构及传动设计  18-34
第四章控制系统及调速系统的设计  34-40
第五章自动控制系统的设计  40-59
第六章自动控制系统的主要设计计算  59-81
第七章焊接工艺试验  81-87
第八章结论  87-88
参考文献  88-90
发表论文和参加科研情况说明  90-91
致谢  91

全数字控制的大口径双焊炬管道全位置自动焊机研究

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