焊缝跟踪系统

焊缝跟踪系统

太原科技大学硕士学位论文 埋弧焊机控制系统设计 姓名：张锐申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：孙志毅 20090701 中 文摘要本文介绍了埋弧焊的特点、发展历史、国内外的研究现状，指出数字化控制是埋弧焊机控制的发展方向。对埋弧焊接过程和埋弧焊机控制系统进行分析，论述了等速送丝电弧控制系统的原理及影响因素，并且分析了焊接电弧焊接电源的特性，为埋弧焊机控制系统的设计提供了理论依据。针对客户提出的要求，本文对焊机中的控制系统做出了总体设计，在参考了ＰＬＣ的技术手册和大量ＰＬＣ系统应用实例的基础上，确定了以ＰＬＣ作为控制器。在硬件设计上：主要设计了直流送丝系统，并对送丝速度的信号进行检测与处理；用步进电机对焊接小车定位调速，以达到精确的焊接工作点；为了便于现场的操作，设计了由ＭＣＳ５１单片机与ＴＤ４００Ｃ文本显示器组成的操作盒，操作盒与控制器的ＣＰＵ采用ＲＳ４８５通讯方式；焊接电源采用美国林肯ＤＣ．６００，为焊接过程提供所需的能量。在软件设计上：用传统的ＰＩＤ控制算法对送丝速度进行调节；采用开环方式提出了步进电机的控制方案。通过现场调试及客户使用表明，所设计的的焊机控制系统结构先进、维护简单、可靠性高、操作直观方便；全范围内焊接电压、电流的波动很小、焊缝成型美观等优点。所以本设计是成功的、也是可行的。关键词：埋弧焊；焊机控制；ＰＬＣ；ＰＩＤ控制Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｈｉｓｔｏｒｙ，ａｃｔｕａｌｉｔｙａｎｄｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒＣｗｅｌｄｉｎｇａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐａｒｔｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＩｔｐｏｉｎｔｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｉＳ ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔｈａｓａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｒｅａｓｏｎｏｆａｒｃｗｉｒｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎａｌｙｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｒＣ，ｏｆｆｅｒｔｈｅｔｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ一－ ● ● １’－ｏｆｔｈｅｓｕｂｍｅｒｇｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏ ｃｕｓｔｏｍｅｒｒｅｑｕｅｓｔ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ ｏｎｔｈｅｗｅｌｄｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｉｇｎｈａｓｍａｄｅ，ＰＬＣｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｍａｎｕａｌｓａｎｄａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆＰＬＣｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＩｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｓａＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｉｎｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ：ＴｈｅｍａｉｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＤＣｗｉｒｅｆｅｅｄｓｙｓｔｅｍ，晰ｒｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄａｎｄｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；Ｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｗｉｔｈｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｓｐｅｅｄｃａｒ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｐｏｉｎｔｏｆｗｅｌｄｉｎｇ；Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆａｃｉｌｉｔａｔｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｔｅ．ＤｅｓｉｇｎｂｙＭＣＳ５１ ＭＣＵａｎｄＴＤ４００Ｃｔｅｘｔｂｏｘｄｉｓｐｌａｙｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣＰＵｂｏｘｗｉｔｈｔ１１ｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｕｓｉｎｇＲＳ４８５ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＬｉｎｃｏｌｎｗｅｌｄｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｕｓｉｎｇＤＣ．６００．Ｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｅｎｅｒｇｙ．Ｉｎｔｅｒｍｓｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ：ＵｓｉｎｇｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏａｄｊｕｓｔｗｉｒｅｆｅｅｄｓｐｅｅｄ；Ｏｐｅｎ－ｌｏｏｐｍａｎｎｅｒｕｓｉｎｇａｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｇｒａｍ?? Ｔｈｒｏｕｇｈｏｎ．ｓｉｔｅｔ