基于ARM的双丝高效埋弧焊协同控制系统

以基于Cortex M4内核的TM4C123 MCU(微控制器)为核心,设计了双丝埋弧焊协同控制系统;开发基于CAN总线的协同控制通信协议,提高了系统对双丝埋弧焊工艺过程的时序控制性能;设计基于ARM和触摸屏的人机交互系统,实现了人机交互的数字化和可视化。系统测试和焊接实验均表明,研制的协同控制系统稳定可靠,起弧和收弧协同效果良好,能满足双丝埋弧焊协同控制的需求。     

电力电站冷凝器钛合金管板自动焊机的研制

为提高电力电站冷凝器钛合金管板接头环形焊缝的焊接质量,研制了一种数字化、可视化以及自动化的管板焊机.为提高动态响应性能,焊接电源主电路采用了逆变频率为100 kHz的全桥拓扑结构;以基于ARM公司Cortex-M4内核的LM4F232 MCU(微控制器)为核心,设计了焊接过程数字控制系统,开发了基于模糊逻辑判断的参数自整定PI(比例积分)算法,提高了焊机对不同工况的适应性;设计了基于触摸屏和ARM微处理器的人机交互系统,实现了人机交互的数字化和可视化.系统测试以及焊接试验均表明,研制的管板焊机性能优良,能够满足冷凝器钛合金管板优质高效焊接的需求.     

机器人远程激光焊接离线编程系统与路径规划

由于远程激光焊接过程中焊接顺序和机器人路径规划对于焊接周期影响较大,因此文章提出了离线远程激光焊接编程系统。该系统以扩增实境为基础,通过3D输入设备可以实现机器人轴的快速定位,提出了以解决旅行商问题的轨迹优化算法,对机器人路径以及焊接顺序进行了优化。离线远程激光焊接编程系统不仅仅能够实现快速的空间人机交互,还具有很高的适用性,操作简单。经仿真结果可以得出,离线编程相比传统的在线编程能够节省30%的焊接时间,极大地提高了远程激光焊接效率。     

自动焊机监测与参数化曲线控制系统设计

设计了自动焊机的监测与参数化曲线控制系统,以可视化方式为工艺人员改变焊接过程的控制参数提供了便利,该控制系统的数据库的数据存储与查询功能为工艺人员进行离线工艺分析提供了大量的数据,且该系统与焊机的数控系统密切配合,实现了焊接自动生产线的可靠监控.     

基于异构多核的焊接集控器人机交互设计

针对传统焊接集控器中人机交互界面影响焊接任务实时性,而多控制器间通信速率低且不稳定的特点,提出以异构多核控制器为核心的焊接集控器人机交互设计。通过在不同的内核上同时运行Linux和FreeRTOS系统,将主焊接任务与人机交互任务分别运行在不同的内核,两者通过核间通信任务进行数据传输,完成焊接过程控制,实现了实时任务与非实时任务的解耦。试验结果证明,基于异构多核的核间通信速率可达6 675.78 kB/s,保证了焊接过程控制的实时性,并可通过人机交互界面实时显示和控制各从机。     

多功能逆变式弧焊机智能化人机界面设计

在采用MC68HC11AL单片机为主控CPU实现集波控恒频短路过渡CO2焊接、电弧推力自适应控制MMA焊接、TIG、MIG等多种焊接方法于一体的智能化多功能逆变焊机控制系统的基础上，采用键盘输入和液晶显示（LCD）等直观输入／输出设备，设计实现了能够直观、方便地实现焊接方法选择和焊接工艺参数设置与修改的智能化人机交互界面。实验结果表明：该系统工作稳定可靠，抗干扰能力强，具有实际推广应用价值。     

基于Proteus的焊接电源人机交互系统设计

焊接电源人机交互系统采用DSP+MCU双处理器实现了焊接电源的数字化.在Proteus环境下结合Keil工具,对基于STC89C52单片杌控制的人机交互界面系统进行了电路设计、程序开发和仿真调试.用户通过人机界面不仅可以设置焊接电流、焊接电压、焊接速度等参数,而且还具有实时数据显示功能.实验结果表明,所设计的系统能够满...     

基于ARM的全数字管板自动化焊机

大、中型换热器(冷凝器)中数量庞大的换热管与管板之间的角接接头环形焊缝的质量是其制造质量的关键,必须采用全位置自动化焊接工艺.文中设计了一种基于ARM低成本、全数字管板自动化焊机.主电路采用全桥拓扑结构,以32位Cor-tex-M3内核的LM3S8971作为焊接过程的控制核心,实现焊接过程的全数字控制;同时设计了ARM+CPLD双芯结构的数字面板,实现了人机交互的数字化;进行了系统功能测试和工艺试验.结果表明,系统具备良好的性能,能满足换热器管板全位置自动化焊接生产的需要.     

一体化双丝数字化焊接电源人机交互系统

一体化双丝数字化焊接电源可在一台电源上实现单丝/双丝、CO2/MAG、脉冲MIG、埋弧焊等多种焊接功能。针对此电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,设计了以ARM+CPLD的人机交互系统。该系统以ARM芯片LM3S828为控制核心,结合CPLD芯片EPM240T100实现数字化参数设置和焊接过程操作,包括:接收焊接开关命令,处理键盘与编码器的操作,焊接参数的选择与输入,利用RS232串行总线和GPIO脚与主控芯片DSP通讯。实验表明所设计的数字化人机系统操作方便,可靠性高。     

基于ARM_Linux的逆变式CO2焊接电源波形控制系统研究

针对短路过渡CO2焊接电源电子控制系统元件较多、参数调节较难、控制灵活性和精确性较差等缺点,设计了一种基于ARM_Linux的逆变式CO2焊接电源波形控制系统.该系统以S3C2440微处理器作为核心控制芯片,采用增量式PI运算程序软件,实现了短路过渡CO2焊接过程焊接电压和焊接电流的波形控制.在S3C2440中,对Linux系统底层文件进行裁减和移植后,应用层控制主程序派生三个子进程,分别控制焊接任务、基于Qt的人机交互界面、远程网络通讯,同时利用有名管道(FIFO)实现进程间通信.     

全数字化多功能焊机人机交互系统的设计

在采用三片DSP进行焊机系统控制的基础上,DSP1作为人机交互系统的控制核心,DSP2和DSP3分别用于电源系统和送丝系统的控制.人机交互系统的硬件部分由三部分组成:键盘选择界面和参数项、利用数字编码器设置与修改选定的焊接工艺参数,以及选用液晶显示器作为显示界面.系统实现了焊接参数的给定、存储、调用和实时信息显示,焊接参数的统一管理以及与PC机的通信等功能.实验证明,该系统运行稳定,操作灵活,现场参数显示明了,抗干扰能力强.     

基于C/S模式的电阻点焊CAPP系统开发

以VisualC++6.0作为开发平台,以Oracle 10g作为数据库管理系统,根据电阻点焊工艺设计特点和航空制造企业需求,开发出基于C/S模式的电阻点焊CAPP系统.谊系统提供了3种电阻点焊工艺设计方法:通过查询已有工艺规程卡数据库确定工艺参数;通过系统提供的工艺设计向导进行工艺参教设计;通过用户人机交互进行工艺参数设计.系统实现了焊接工艺设计的智能化,加快了工艺设计速度和效率.     

数字化TIG焊机菜单式人机交互系统

在采用TMS320F240数字信号处理器和AT89C2051单片机的DSP—MCU双处理器实现集实时信息采集、实时信息处理、实时控制算法运算、实时控制等为一体的全数字化TIG焊机多任务系统的基础上，用菜单式键盘输入和液晶显示(LCD—Liquid Crystal Display)数字化输入／输出设备，实现了面向用户、操作灵活方便的可进行TIG焊接工艺参数设置修改和焊接现场信息显示参数修改的数字化信息化人机交互系统。这种人机交互系统作为全数字化TIG焊机多任务系统的一项任务，与其它任务的时间协调是影响其稳定可靠操作的关键。实验结果表明：该系统运行稳定，操作灵活，现场显示明了；参数设置精度高，抗干扰能力强。     

人机交互式机器人弧焊再制造系统设计

在分析失效零件再制造的特点的基础上,提出了基于人机交互技术的机器人熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)再制造思想.将操作者作为系统的一个因素,构成人机交互式的机器人GMAW再制造系统,人机协作共同完成失效零件的再制造任务.其中操作者主要负责解决再制造过程中的非线性、难建模的复杂问题;机器人主要负责数据计算和运动控制等线性问题.根据上述思想,文中建立了人机交互式机器人GMAW再制造试验系统平台,研究了基于开放式图形库(open graphics library,OpenGL)的再制造系统软件结构和人机交互实现方式,采用模块化方法设计实现了可视化的人机交互界面.     

面向汽车制造的中频电阻点焊人机交互系统的设计

随着汽车制造轻量化的发展,针对中频电阻点焊控制器日益复杂的功能需求,设计了基于DSP的中频电阻点焊彩色触摸人机交互系统。系统以ds PIC33FJ64GS610为控制核心,触摸屏为人机交互界面,采用超级图形应用软件SGUSDesign实现触摸屏的设计及编程,通过RS232通信电路实现DSP与触摸屏的数据交换。系统可实现焊接参数的设定与记录,焊接电流、电压及功率的监控,电极磨损时的焊接电流和电极电压的步增补偿以及焊接过程中电流、电压、动态电阻的实时曲线显示,有利于改善电极磨损,丰富质量监控信息。试验表明,该人机系统简洁美观、操作简易,性能稳定。     

海底管道铺设自动焊接设备人机系统设计与实现

随着海洋油气的开发,为了满足海洋管道铺设中自动焊接设备日益复杂的功能需求,设计了基于ADS通讯为数据交换模式的人机交互系统。系统以Twin CAT为控制核心,采用C#语言实现人机界面的设计及编程,通过ADS通讯方法与Twin CAT控制系统实现数据交换。人机交互系统可实现焊接任务的设置与实时数据显示,焊接控制参数和分区参数的分别设置与实时存储,并且可以绘制成直观表示参数变化的动态曲线。试验表明,该人机系统操作简单易懂,实时性高,数据处理能力强。     

基于PLC的焊接摆动器控制系统设计

为了提高焊接精度,提升焊接质量和焊接效率,设计了一款具有良好交互界面的焊接摆动器自动控制系统。首先分析了焊接摆动器机械结构,并在此基础上设计了一套以欧姆龙CP1H PLC为控制核心、威纶触摸屏为人机交互系统、松下伺服电机执行驱动的焊接摆动控制系统,详细给出了控制系统硬件结构。并在硬件结构基础上,进行了控制系统软件设计。最后对该控制系统进行了试验验证,试验结果表明该系统在拥有友好的显示界面、性能可靠、稳定性强的前提下,具有较高的定位精度,能够满足焊接过程中焊枪摆动的需要。     

数字化焊接电源人机交互系统的设计与实现

以MSP430F149型单片机为主控芯片,设计实现了数字化焊接电源人机交互系统.硬件电路包括键盘输入电路、LCD液晶显示电路、LED显示电路、RS-232及RS-485通信电路、实时时钟电路、外部存储器电路等.设计了简洁、直观的人机交互界面,并采用结构化编程的思想对此系统进行了软件实现.测试表明,该系统工作稳定,操作灵活、简单,实现了设计目标.     

焊条电弧焊仿真操作中运条轨迹的检测与评价

针对可视化焊接模拟仿真系统中如何评定焊接操作水平问题,设计了焊条电弧焊操作模拟训练平台,包括模拟焊枪、模拟试板、图像检测模块、倾角传感器,主控计算机与评价系统,实现了对焊工操作模拟中焊条轨迹实时位置的高精度检测;从保证焊缝平直及控制焊接速度的原则出发提出了从直线度、均一度、均匀度、焊缝边缘停留时间和相似度等5个方面对焊接操作的运条轨迹进行分析与评价的方法,并通过计算机编程已嵌入到可视化焊接模拟仿真系统中,系统运行平稳.结果表明,能够客观评价焊接操作者的技术水平.     

基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统

随着焊接设备的智能化、信息化、自动化和网络化的快速发展,针对以往有线和无线焊接通信系统不易安装升级、抗干扰能力弱、数据传输速度慢等问题,提出了基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统的设计方案。以TMS320F28033 DSP芯片作为控制系统的核心,设计了焊接电流和电弧电压采样电路、脉宽调制信号放大电路、CAN通信等外围电路,组成了一套焊接电源数字化控制硬件系统。以片上系统CC2540作为蓝牙通信的核心,设计了采用蓝牙4.0协议传输的焊接过程信号无线通信模块,通过蓝牙无线数据传输实现人机交互。无线通信测试结果表明,DSP数字焊机控制系统能够实现焊接过程信号的远程无线传输功能,通信距离远,且数据传输稳定。