基于以太网的MIG焊工艺设计与监测系统

发布时间：2020-08-03 14:59

【摘要】：随着熔化极惰性气体保护焊(MIG)成为企业生产常用的焊接方法之一,MIG焊数字焊机也逐渐应用于焊接车间。优质的焊接工艺是保障焊接接头质量的前提,同时焊接过程工艺参数实时数据监测是焊接生产质量管理的有效手段。本文根据企业实际需求,针对MIG焊数字焊机,设计并开发了基于以太网的MIG焊工艺设计与监测系统。首先,本文根据企业可以提供的技术资料进行系统需求分析,确定了系统编程工具、应用模式和开发手段,设计了系统整体架构,同时规划了系统焊接工艺设计、焊接监测、数据库及知识库管理和用户管理四大功能模块。其次,本文根据MIG焊工艺设计和数字焊机自身的特点,将系统知识分为基础类、规则类和焊机专用类,并分别制定知识获取方法、知识表示方式以及知识维护算法;根据焊接工艺设计与焊机下发工艺的求解过程,设计了系统推理方法和推理控制策略,辅以工艺评定必要性判断算法,完成了焊接工艺设计推理流程及转化为下发焊机工艺的推理流程。再次,根据以太网应用层协议,运用Flash socket技术实现即时通讯,并将实时数据显示为动态曲线,同时与工艺设计系统交互,实现参数超阈值报警和焊机故障报警;在数据库设计原则下,重点设计了实时数据与监测数据存储结构,实现实时数据快捷查询、导出Excel和波形回放功能,初步设计了历史数据抽样存储法。最后,以保证系统友好操作性为目标,设计并开发了系统焊接工艺设计、焊接监测、数据库及知识库管理和用户管理四大功能模块的人机交互界面,同时建立了完善的用户-角色-权限三层结构的管理机制,以保障系统的安全性和知识数据的完整性与可靠性。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG444.74
【图文】：

焊接工艺设计,专家系统

图 1.1 焊接工艺设计专家系统分类.2.1 针对材料的工艺设计系统英国南安普顿大学[8]采用Visual Basic编程语言设计并研发了一个适用于铝合金材料的平接工艺选择系统，主要考虑厚度范围2.54cm以下铝合金材料特性，选择合适的焊接工艺参数京航空航天大学的万丽雯等人[9]采用ASP.NET框架研制了针对钛合金材料的焊接工艺设计，将钛合金材料知识进行分类整理，辅以合理的数据库结构，创建钛合金焊接工艺设计知，并且设计恰当的知识表示方法，完成钛合金焊接工艺设计。天津大学的王桂川等人[10]研一款针对低合金钢的焊接工艺设计专家系统，可实现低合金钢焊接方法、焊接接头、焊丝、焊接工艺规范参数等自动设计，输出焊接工艺指导书和焊接工艺评定报告，利用Microsccess数据库管理系统，实现工艺文件快捷查询和数据管理。尼日利亚联邦大学的Adefemideyemi Adekunle[11]等人开发了应用于轻合金的焊接工艺计算机辅助设计系统，采用基于规方法，保证焊接过程的每一步都采用适当的方法，实现了焊接工艺辅助设计的目标，同时设计结果进行实验，并与实验结果进行比对，最终实验结果表明，该软件能够有效的设计中的完美材料组合和各种轻合金的焊接性评价。

虚拟仪器,软件

实现了人机交互和多数仪器功能。通过I/O(input/output，输入/输出)接口设备完成信号采集，并运用编程技术完成对信号的分析与处理，通过系统高效的计算能力与卓越的图形显示功能，实现了仪器分析与显示功能的模拟，基于软件的虚拟仪器结构如图1.2所示。图 1.2 基于软件的虚拟仪器结构山东大学的陈茂爱等人[39]，运用LabView技术实现了对GMAW-P焊接信号采集和分析，采用第三方硬件实时采集熔滴过渡照片和焊接数据信号，并可显示焊接过程中的电流电压波形，从而针对脉冲电源基值时间、基值电流、频率等参数进行在线分析，焊接电流、电压波形信号和用高速摄影系统拍摄的焊接电弧信号照片三者同步在LabView的界面上显示，从而摆脱了对单一电信号的分析，使得对焊接质量的分析具有较大的准确性。以上描述可以看出，焊接实时监测系统已经取得了不小的进展，但仍存在各种问题等待突

结构图,以太网,企业,结构图

图 2.1 企业以太网结构图议栈各不相同的操作系统与硬件设备结构之间相互连接的网络用的传输、交换语言，也就是说，为实现焊接实时数据传范。对比常用的 ISO(International Organization for Standa TCP/IP 五层模型，以太网整体采用的协议结构内容如图

【参考文献】