487 焊縫跟蹤光電傳感器控制,焊縫,跟蹤,光電,傳感器,控制,節(jié)制 湘 潭 大 學 興湘學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目 焊縫跟蹤光電傳感器控制姓 名 李文彬 學號 2007964207專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 07 機械一班指導教師 李衛(wèi) 職稱 副教授填寫時間 2011 年 3 月 12 日2011 年 3 月說 明1．根據(jù)湘潭大學《畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見，系主任批準后實施。2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。3．畢業(yè)設計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來 語要同 時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞， 須注出全稱。4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于 2000 字。5．開題報告檢查原則上在第 2～4 周完成，各系完成畢業(yè)設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結(jié)報告。6. 填寫說明：(1) 課題性質(zhì) ：可填寫 A．工程設計；B． 論文；C. 工程技術研究；E.其它。(2) 課題來源：可填寫 A．自然科學基金與部、省、市 級以上科研課題；B．企、事 業(yè)單位委托課題；C．校級基金 課題；D．自擬課題。(3) 除自擬課題 外，其它課題必須要填寫課題的名稱。(4) 參考文獻不能少于 10 篇。(5) 填寫內(nèi)容的字體大小 為小四，表格所留空不夠可增頁。本科畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名 李文彬 學 號 2007964207 專 業(yè) 機械設計制造及其自 動化指導教師 李衛(wèi) 職 稱 副教授 所在系 工程課題來源 自擬課題 課題性質(zhì) 工程設計課題名稱 焊縫跟蹤光電傳感器控制一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況（1）選題依據(jù)該項目主要是解決現(xiàn)有的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運算復雜、成本高等問題。由于采用了多重比較和譯碼的方式，降低了焊炬的高度和人工白色標志帶精度對焊縫自動跟蹤控制系統(tǒng)精度的影響，使計算過程和電路結(jié)構(gòu)極大簡化。實際焊接工藝試驗系統(tǒng)跟蹤精度高，運行穩(wěn)定可靠，實用性強。系統(tǒng)主要用于自動角焊機，在一定范圍內(nèi)進行焊縫水平跟蹤，用于水平高低調(diào)節(jié)機構(gòu)固定、工件旋轉(zhuǎn)的環(huán)焊縫自動跟蹤，在多種焊接專機上作為標準配置，用于焊縫自動跟蹤，裝配在普通焊接設備上，實現(xiàn)焊縫自動跟蹤，用于焊接機器人智能焊縫跟蹤。（2）課程意義制造業(yè)的不斷發(fā)展，對自動化焊接與機器人焊接技術提出了更高的要求。作為焊接自動化的重要內(nèi)容，焊縫自動跟蹤在焊接生產(chǎn)中具有非常重要的作用。論文設計并研制了一套光電傳感器式焊縫自動跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)由光電傳感器、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)等組成，并根據(jù)系統(tǒng)的要求開發(fā)了基于 MSC-51 單片機的跟蹤系統(tǒng)軟件。（3）國內(nèi)外基本研究情況在金屬制造業(yè)中，焊接是僅次于裝配和機械加工的第三大產(chǎn)業(yè)。在工業(yè)發(fā)達國家，每年鋼鐵產(chǎn)量的 40%以上要通過焊接才能轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品。自動化焊接技術問世以來，焊接生產(chǎn)的機械化、自動化和機器人一直在不斷發(fā)展之中。據(jù)統(tǒng)計，日本在 1975 年共有焊接工人 460，930 名，而 1985 年減少為 335，600 名，1990 年則為 210，800 名，在過去的二十多年中，焊接工作不斷地由手工操作轉(zhuǎn)化為自動、半自動焊接乃至機器人焊接。隨著現(xiàn)代焊接生產(chǎn)的自動化程度越來越高以及機器人焊接技術的發(fā)展，對焊接自動跟蹤技術的要求也越來越迫切。二、研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施（1）研究內(nèi)容縫跟蹤作為一門綜合性應用技術，具有多學科交叉融合的特點，包括電子技術、計算機焊、焊接、結(jié)構(gòu)、流體、光學、電磁等學科，國內(nèi)外眾多研究工作者投入到這一領域進行研究，從示教型焊接機器人到程序控制焊接系統(tǒng)，再到移動式自動焊縫跟蹤技術，焊接自動化的每一次進步都顯著提高了生產(chǎn)效率。焊接技術的自動化、柔韌性和智能化是未來焊接技術發(fā)展的必然趨勢。焊接自動跟蹤主要由傳感器、控制器、執(zhí)行機構(gòu)三大部分組成，并構(gòu)成一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。（2）關鍵理論和技術傳感器是焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的關鍵部分。其作用是精確檢測出焊縫的位置和形狀信息比轉(zhuǎn)化為電信號。控制系統(tǒng)才能對信號進行處理，并根據(jù)檢測結(jié)果控制自動調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整焊槍位置，從而實現(xiàn)焊縫自動跟蹤。（3（完成課題的方案和措施接觸式傳感器是最早使用的傳感器，其特點為不受電弧干擾、工作可靠、成本低，曾在生產(chǎn)中得到廣泛應用，但由于跟蹤精度不高，目前正在被其他傳感器方法取代。聲學傳感器尤其是超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單、精度高、價格便宜。超聲波傳感器由超聲波發(fā)生及接受裝置組成。超聲波傳感器的測量精度主要取決于超聲波的頻率，頻率越高，誤差越小，一般超聲波的頻率在 1.25 至 2.5MHZ。電弧傳感器的工作原理是在焊接過程中，當焊槍與工件之間的相對位置發(fā)生變化時，會引起電弧電壓和電流的變化，這些變化都可以作為特征信號被提取出來實現(xiàn)焊槍高低和左右兩個方向的跟蹤控制。三、主要特色及工作進度第 1～4 周：搜集資料，掌握 PLC 使用方法。第 5～8 周：了解焊縫跟蹤光電傳感器控制系統(tǒng)。提出可行性控制方案。第 9～12 周：選擇元器件、畫梯形圖。第 13～16 周：編程調(diào)試第 17 周：制圖、寫論文準備答辯四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）[ 1 ] B o b I r v i n g． S e n s o r s a n d c o n t r o l s c o n t i n u e t o c l o s et h el o o pi n a r cw e l d — i n _ g [ J ]．We l d i n g J o u r n a l ，1 9 9 9 ，7 8 ( 4) ： 3 1 —3 6 ． [ 2 ] 潘際鑾． 現(xiàn)代弧焊控制[ M] ． 北京：機械工業(yè)出版社，2 0 0 0 ． [ 3 ] 陳 強， 潘際鑾， 大島健司． 焊接過程的模糊控制[ J ] ． 機械工 程學報，1 9 9 5 ， 3 1 ( 4 ) ： 8 7 —9 1 ． [ 4 ] 蔣力培，張甲英，馬宏澤．傳感器超前檢測式焊縫自動跟蹤系 統(tǒng)的控制模型[ J ] ．焊接學報，1 9 9 8 ，1 9 ( 3 ) ：1 8 4—1 8 9 ． [ 5 ] 陳伯蠡 ． 焊接冶金原理[ M] ． 北京：清華大學出版社，1 9 9 1 ． [ 6 ] 張文鉞 ． 焊接冶金學( 基本原理 ) [ M] ． 北京：機械工業(yè)出版社 ，1 9 9 6 ． [7 ] 　陳武柱 ,王勇,林青松.焊縫自動跟蹤技術的現(xiàn)狀及新發(fā)展.焊管[ M],1992(5) :1 - 10.[8 ] 　潘際鑾 ,陳武柱. 焊縫棱邊雙向激光自動跟蹤系統(tǒng)[N]. 焊接學報,1984(2) :34 - 40.[9 ] 　李士勇 .模糊控制·神經(jīng)控制和智能控制論[ J ].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,1996.指導教師意 見 指導教師簽名： 年 月 日系意見系主任簽名：年 月 日院意見 教學院長簽名： 年 月 日