基于EtherCAT的分布式弧焊监测及质量分析系统

发布时间：2023-02-15 19:30

　　随着“中国制造2025”的提出,现代工业进入信息化、智能化生产,焊接技术作为制造业的重要组成部分,在航天航空、汽车和高铁等重要领域占据着不可替代的地位。传统的焊接技术无法满足现代高质量、精细化的生产需求,难以实现焊接过程智能化控制,对焊接过程监控、焊接质量评价和焊接工艺参数的管理提出了新的需求。本文基于EtherCAT搭建了焊接过程数据采集分析系统,实现了弧焊焊接过程数据的实时采集、可视化与在线分析。为保证对焊接过程实现实时监控,优化焊接工艺参数,提高焊接质量,根据生产现场和数据采集分析的需求,构建了实时采集系统层次构架模型,搭建了以传感器、倍福模拟量输入端子和嵌入式控制器等为主体硬件的弧焊过程数据采集设备平台,实现了焊接过程工艺参数和焊枪位姿的实时采集与传输,具有数据采集快、全局性强、分辨率高和抗干扰能力强等优势。搭建了焊接过程中焊接电弧和熔池形状视频采集系统,采用微波无线系统和双向远程无线开关实现了远程视频无线传输和无线控制,用以对电弧、熔池、焊道、焊缝进行实时监测。开发了焊接数据显示分析软件,集成数据采集、可视化与分析等功能,实现了对焊接过程中电压电流等工艺参数的数据重绘、滤波、...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 基于PC和数据采集卡的弧焊数据监测
        1.2.2 基于外部总线分布式弧焊数据监测
        1.2.3 弧焊质量分析
    1.3 本课题研究目标及内容
第2章 系统总体设计
    2.1 系统层次架构模型
    2.2 系统总体方案设计
    2.3 硬件总体设计
    2.4 软件总体设计
    2.5 本章小结
第3章 系统硬件设计
    3.1 嵌入式控制器 CX8090
    3.2 模拟量输入端子模块
    3.3 传感器的选择
        3.3.1 电压传感器的选择
        3.3.2 电流传感器的选择
        3.3.3 流量计的选择
    3.4 传感器标定
    3.5 本章小结
第4章 视频采集设计
    4.1 图像采集模块
        4.1.1 技术方案及应用目标
        4.1.2 焊接过程观察的难点
        4.1.3 电弧视频采集系统的应用及实验研究
    4.2 MC500S系统
        4.2.1 摄像头
        4.2.2 明场暗场及参数调节
    4.3 无线传输设计
        4.3.1 传输方案设计
        4.3.2 微波无线传输装置
    4.4 无线急停系统设计
        4.4.1 工作模式
        4.4.2 功能实现
    4.5 本章小结
第5章 系统软件设计
    5.1 软件开发环境
    5.2 软件通讯
        5.2.1 ADS通讯
        5.2.2 SQL Server与 TwinCAT Database Server通讯
    5.3 TwinCAT PLC程序设计
    5.4 数据库设计
    5.5 手工焊接空间角度和速度采集
        5.5.1 Leap Motion
        5.5.2 模型介绍
        5.5.3 C#和Leap Motion
    5.6 系统主要功能实现
        5.6.1 登录模块
        5.6.2 用户管理模块
        5.6.3 任务管理模块
    5.7 本章小结
第6章 数据信号分析
    6.1 数字滤波器设计
        6.1.1 FIR滤波器
        6.1.2 IIR滤波器
        6.1.3 自适应滤波器
    6.2 数据重绘
    6.3 特征值分析
    6.4 统计分析
    6.5 UI相图分析
    6.6 频域分析快速傅里叶变换
    6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3743703