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本科生毕业设计（论文）外文翻译毕业设计（论文）题目：汽车后桥环焊缝焊接专机设计外文题目：Research and Application ofAll-Position Automatic Welding Machine译文题目：自动焊接机的研究和应用学 生 姓 名： 段震专 业： 机自 1106 班指导教师姓名： 王赫莹评 阅 日 期 ： 15 年 4 月8 日自动焊接机的研究和应用YanZheng,LiangJunzhi,ZengHuilin(中石油管道研究所,065000年河北廊坊)2004年7月26认证摘要:自动焊接机系统是特殊的管道环缝自动焊接系统,已广泛应用于长距离管道建设项目。由于自动控制焊接操作的移动速度高和错误低使得其拥有优势地位。这个自动管道焊接系统已经成为了中国的一家钢厂使用的主要管道项目,并已通过构造函数得到了更高质量的通过率，提高焊接效率,降低劳动强度。关键词:管道;从自动焊机;焊接工艺1介绍由于中国石油与天然气领域的大规模建设与发展，中国的管道行业也蓬勃发展。中国在第十个“五年计划”中已经建立了大量的大型管道包括著名的西气东输项目管道（WEGTP）。中国在未来几年中正准备参加国际长途管道建设项目。管道焊接技术要求高自动化，高质量，高效率以满足建设长距离的更大直径的管道。本文就是自动化焊接技术系统在几个大型项目上的应用介绍。2自动焊接机的发展1960年代末期，美国CRC公司首先在MIG过程中使用机械化焊接机。随着科技的高速发展，由计算机控制的全方位自动焊接机已经发展到一个很高的水平了。CRC公司（美国），VIETZ公司（德国），MAGNATECH公司(美国），VERAWELD公司(荷兰），NOREAST公司(英国），SERIMERDASA公司(法国），PWT公司(意大利）等公司生产的自动化焊接机是世界领先的。P-500，P-600智能焊机（CRC公司）和双火炬焊机（SERIMERDASA公司）是世界上最好最先进的焊接机。尽管不同的焊机有不同的形状，这些产品无论自动或手动都有相同的焊接参数控制方法。据报道，最近CRC公司生产的自动焊接机焊接距离已经达到了5104公里。中国的管道建设始建于19世纪70年代，这个时期的中国管道建设长期处于手动和半自动焊接。近年来，中国管道行业发展非常快，但是中国自主的知识产权只有很少的几个。在1992年，PAW2000自动焊接专机由管道研究所通过了3公里的（225个节点）426毫米的天然气管道（河南郑州）现场测试，X射线的通过率为96.4%，后来，他改进了漳州1020毫米的水管道（福建）和SENINGLAN711毫米天然气管道。现在PAW2000自动焊机已经被广泛应用于管道建设行业和WEGTP项目中，其中焊接长度大都超过1000公里。本文主要介绍了PWA2000型设备的系统设备、控制特点及其经济和社会效益。3PAW2000的设备系统PAW2000自动焊接系统由焊接缺陷检测系统、控制系统、导向轮圈、焊接电源、保护气体及供应系统等组成。（见图一）控制系统用于控制整个机器运行，接口下坠是焊接准备工作中很重要的操作。有各种各式的电源可以供用户来选择，例如 Lincoln Ideal arc DC 400，THERMADYNE FLEX-350P，TangshanMatsushitaKR350等。保护气体供应系统是由气瓶和气体流量计组成的。此外，通过焊接参数可以修改穿行的通信接口协议。4PAW2000的机械结构图1PAW2000的结构示意图4PAW2000的机械结构4.1缺陷焊接缺陷焊接包括移动单位,送丝装置,焊枪位置调节装置和安装板并具有结构紧凑、合理布局和质量为11.5千克的特点。安装板采用高强度铝合金,前后板的连接销都做成马鞍形状。移动单位,送丝装置和焊枪位置调节机制都是固定在安装板上。移动单元是由交流伺服电机驱动,减速后通过一个输出齿轮在导轨上啮合,由此来实现缺陷焊接的运动。电动机的输出转矩相当强劲，并且焊接轨道上有四个轮子顺利通过安装板。送丝装置是由送丝电机、减速器、送丝轮和固定轴的焊丝盘组成的。焊枪位置调节器机构是由步进电动机和十字型的导流板组成的。焊枪可以上下移动并且可以通过右侧的调整十字形的导流板进行左右方向微动。此外，焊枪的角度也可以在一定范围内调节。4.2导轨导轨是由一个传送带，一个侧齿轮架、调节螺栓、紧固件等。带侧齿轮架是固定的。整个传送带可以分为两个部分，一个是左半圆，一个是右半圆，通过一个铰链在上下进行锁扣，这样传送带就可以轻松的固定在管接头附近并且方便打开。均匀的调节杆上和锁扣上的螺丝可以很方便的使传送带与周围的零件配合。当导轨转移到下一个位置，只需要打开扣，拧松调节杆即可。由于不同直径的管道可以选择不同长度的螺栓。5PAW2000的自动控制系统PAW2000使用数字信号处理器(DSP)与20-MIPS性能先进的运动控制设备,具有计算精度高的特点,可以实现数字伺服控制的四个电机。调节电动机的运动参数和特征，只需要更新软件但是不改变其硬件。控制系统有自我探测功能，可以显示不同的故障诊断代码相关的故障原因。分为720部分的焊接过程中，只有7个特殊的部分需要操作员进行焊接参数的输入，而其它的部分的焊接参数会由计算机自动插值算法形成。典型的焊接参数包括焊接速度、焊接电流、焊接电压、火炬在边缘停止时间和振荡宽度。在实践中,这些参数通过笔记本电脑连接到控制板的串行通信接口进行输入。通过这种方式,参数文件通过编辑、修改形成了特殊的软件设计方式。合格的焊接参数会保存，文件可以通过笔记本电脑转移到控制板与存储系统中。每个电机都有很优秀的过流过载和过热保护功能。5.1系统的硬件结构图2控制系统的硬件结构5.1.1运动控制主板控制主板具有强大的控制功能和很高的可靠性，手动编码器端口和通用IO端口作为输入输出接口，RS-232串行接口作为超级计算机和运动控制器之间的通信接口，JMACH1-JMACH2端口控制四个电机。另外主板可以实现PID私服滤波算法，使其具有强大的灵活性和系统动态性。5.1.2中I O端口IO端口的主要目的是提供一个输入和输出通道信号的吊坠和焊接电源。IO端口中的24位的运动控制器,每8位字节,可以定义单独的输入和输出端口的用户。光隔离器是用来阻断干扰信号的传输通道IO端口。通过IO端口,构建人类和机器之间的相互作用,可以将控制指令发送器运动控制主板。5.1.3链悬环自动焊机的控制依赖于链悬环。链悬环的功能按钮包括焊接通过选择按钮,火炬位置调节按钮,错误控制按钮,送丝控制按钮,焊接过程控制按钮,焊接过程重置按钮和火炬振荡宽度调节按钮。5.1.4焊接电源的控制焊接电源的运动控制器之间的接口电路是必不可少的,其目的是将8位二进制数字以运动控制器发送的模拟电压信号发送来控制焊接电压的自动焊接程序。5.1.5伺服电机的闭环控制数字伺服系统通过循环运动控制器运动来关闭。这个伺服回路的目的是通过反馈来生成一个输出,使得电机获得实际所需的位置。它的功能依赖于伺服回路滤波器的设定,对于参数设定和发动机系统的动态特性的控制。5.2基于CPLD实现系统硬件PAW2000的设计采用DSP(数字信号处理)和CPLD(复杂可编程逻辑器)。PAW2000对于应用于现场施工有高自动化、高控制精度和高可靠性的特点。近年来,系统可编程技术和设备的快速发展使DSP芯片和可编程逻辑器件的结合加快。为了简化电路,避免干扰,易于更新、CPLD广泛用于PWM(脉冲宽度调制)电路,正交编码器测速电路和链悬环电路。因此系统的复杂性和系统可靠性之间的冲突得到解决。同时,在PAW2000上对于CPLD新技术的大规模复杂的自动控制系统的设计有所突破。VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)是用于程序的CPLD设计,这是一个强大和灵活的语言,不仅支持多种硬件层次的抽象和描述,而且也适应系统建模。作为一个标准的语言,硬件描述语言(VHDL)可以应用在许多EDA设计环境,可以在许多硬件平台上运行2。内核的链悬环电路关闭32-5优先编码器,256分频器,8通道脉冲分配器,水平脉冲转换器和缓冲。图3中所示的内部连接。图3基本电路图3所示的电路是由VHDL编程ispMACH4A芯片的晶格公司所做的。设计具有有效性确认功能和时序仿真功能。在过去,硬件原型建造是完成验证的过程,IE模拟并不作为一个完整的系统验证方法而信任。然而,今天的仿真工具允许大型系统的精确建模。因此,它可以确保正确使用模拟而没有构建硬件原型。5.3系统软件在软件、PLC程序实现可编程逻辑控制的同时,分配相应