JDC01-055@焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计（终稿）
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机械毕业设计全套
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JDC01-055@焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计（终稿）,机械毕业设计全套
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湘 潭 大 学 兴湘学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 焊缝跟踪光电传感器控制 姓 名 李文彬 学号 2007964207 专 业 机械设计制造及其自动化 班级 07 机械一班 指导教师 李卫 职称 副教授 填写时间 2011 年 3 月 12 日 2011 年 3 月 nts 说 明 1根据湘潭大学 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。 2 开题报告是毕 业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计 (论文 )开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 6. 填写说明： (1) 课题性质：可填 写 A工程设计； B 论文； C. 工程技术研究； E.其它。 (2) 课题来源：可填写 A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题； B企、事业单位委托课题； C 校 级基金课题； D自拟课题。 (3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。 (4) 参考文献不能少于 10 篇。 (5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。 nts本科毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 李文彬 学 号 2007964207 专 业 机械设计制造及其自 动化 指导教师 李卫 职 称 副教授 所在系 工程 课题来源 自拟课题 课题性质 工程设计 课题名称 焊缝跟踪光电传感器控制 一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况 nts（ 1） 选题依据 该项目主要是解决现有的控制系统结构和运算复杂、成本高等问题。由于采用了多重比较和译码的方式，降低了焊炬的高度和人工白色标志带精度对焊缝自动跟踪控制系统精度的影响，使计算过程和电路结构极大简化。实际焊接工艺试验系统跟踪精度高，运行稳定可靠，实用性强。系统主要用于自动角焊机，在一定范围内进行焊缝水平跟踪，用于水平高低调节机构固定、工件旋转的环焊缝自动跟踪，在多种焊接专机上作为标准 配置，用于焊缝自动跟踪，装配在普通焊接设备上，实现焊缝自动跟踪，用于焊接机器人智能焊缝跟踪。 （ 2） 课程意义 制造业的不断发展，对自动化焊接与机器人焊接技术提出了更高的要求。作为焊接自动化的重要内容，焊缝自动跟踪在焊接生产中具有非常重要的作用。论文设计并研制了一套光电传感器式焊缝自动跟踪系统，该系统由光电传感器、控制系统和执行机构等组成，并根据系统的要求开发了基于 MSC-51 单片机的跟踪系统软件。 （ 3） 国内外基本研究情况 在金属制造业中，焊接是仅次于装配和机械加工的第三大产业。在工业发达国家，每年钢铁产量 的 40%以上要通过焊接才能转化为最终产品。自动化焊接技术问世以来，焊接生产的机械化、自动化和机器人一直在不断发展之中。据统计，日本在 1975 年共有焊接工人 460， 930 名，而 1985 年减少为 335， 600 名， 1990 年则为 210， 800 名，在过去的二十多年中，焊接工作不断地由手工操作转化为自动、半自动焊接乃至机器人焊接。随着现代焊接生产的自动化程度越来越高以及机器人焊接技术的发展，对焊接自动跟踪技术的要求也越来越迫切。 二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施 nts（ 1） 研究内容 缝跟踪作为一门综合性应用技术，具有多学科交叉融合的特点，包括电子技术、计算机焊、焊接、结构、流体、光学、电磁等学科，国内外众多研究工作者投入到这一领域进行研究，从示教型焊接机器人到程序控制焊接系统，再到移动式自动焊缝跟踪技术，焊接自动化的每一次进步都显著提高了生产效率。焊接技术的自动化、柔韧性和智能化是未来焊接技术发展的必然趋势。焊接自动跟踪主要由传感器、控制器、执行机构三大部分组成，并构成一个闭环反馈系统 。 （ 2） 关键理论和技术 传感器是焊缝自动跟踪系统的关键部分。其作用是精确检测出焊缝的 位置和形状信息比转化为电信号。控制系统才能对信号进行处理，并根据检测结果控制自动调节机构调整焊枪位置，从而实现焊缝自动跟踪。 （ 3） 完成课题的方案和措施 接触式传感器是最早使用的传感器，其特点为不受电弧干扰、工作可靠、成本低，曾在生产中得到广泛应用，但由于跟踪精度不高，目前正在被其他传感器方法取代。声学传感器尤其是超声波传感器结构简单、精度高、价格便宜。超声波传感器由超声波发生及接受装置组成。超声波传感器的测量精度主要取决于超声波的频率，频率越高，误差越小，一般超声波的频率在 1.25 至 2.5MHZ。电弧传感器的工 作原理是在焊接过程中，当焊枪与工件之间的相对位置发生变化时，会引起电弧电压和电流的变化，这些变化都可以作为特征信号被提取出来实现焊枪高低和左右两个方向的跟踪控制。 三、主要特色及工作进度 nts第 1 4 周： 搜集资料，掌握 PLC 使用方法。 第 5 8 周：了解焊缝跟踪光电传感器控制系统。提出可行性控制方案。 第 9 12 周：选择元器件、画梯形图。 第 13 16 周：编程调试 第 17 周：制图、写论文准备答辩 四、主要参考文献 （按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出） 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 潘际銮 现代弧焊控制 M 北京：机械工业出版社， 2 0 0 0 3 陈 强， 潘际銮， 大岛健司 焊接过程的模糊控制 J 机械工 程学报， 1 9 9 5 ， 3 1 ( 4 ) ： 8 7 9 1 4 蒋力培，张甲英，马宏泽传感器超前检测式焊缝自动跟踪系 统的控制模型 J 焊接学报， 1 9 9 8 ， 1 9 ( 3 ) ： 1 8 4 1 8 9 5 陈伯蠡 焊接冶金原理 M 北京：清华大学出版社， 1 9 9 1 6 张文钺 焊接冶金学 ( 基本原理 ) M 北京：机械工业出版 社 ， 1 9 9 6 7 陈武柱 ,王勇 ,林青松 .焊缝自动跟踪技术的现状及新发展 .焊管 M, 1992(5) :1 - 10. 8 潘际銮 ,陈武柱 . 焊缝棱边双向激光
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