开题报告批改样例

1、成绩 3分(第二版)山东建筑大学毕业论文开题报告（开题报告格式不对，见山东建筑大学毕业论文开题报告表）班级：机本037 姓名：马怀磊论文题目油缸环缝自动焊接机（未取中）一 选题背景： 随着国内工业水平的快速发展，机械、电子和材料行业产量也随之增加，焊接技术已成为一种非常重要的金属热加工技术。但以往的人工焊接技术已经不能满足焊接行业高效率、高品质、改善劳动条件等要求。因此焊接行业迫切需求一种新的焊接方法（不是一种新的焊接方法）来适应国内高速发展的工业水平。焊接自动化就是这种变化带来的产物。油缸环缝焊接机就是针对环形工件研发的自动焊接机床。二 意义：当前的焊接行业大多数仍是传统焊接。传统焊接具有环

2、境恶劣、劳动强度高、生产效率低、产品质量不稳定的特点，难以实现高精度的焊接要求。大大影响了我国工业的发展水平。而焊接机器人（本课题与焊接机器人无关）具有效率高、质量稳定、通用性强、工作可靠的优点。大大的改善了传统焊接技术带来的不足。因此，在焊接生产中采用自动化技术可以提高生产率、改善劳动条件、稳定和保证焊接质量、实现小批量产品的焊接中自动化，并将大大推动我国工业发展的速度。三 课题关键问题及难点：1）根据焊接要求选择出正确的焊接方法。（焊接方法已经确定！）2）机械部分的设计，包括工件的定位、旋转速度的设计，焊头移动方法的选择、移动轨迹的设计，传动系统的选择。3）控制部分的设计，包括控制面板上按

3、键的种类、个数的设计及制作，PLC控制程序的设计。（关键点和难点太多！）四 调研报告（或文献综述）：1焊接。在现代工业中，金属是不可缺少的重要材料。高速行驶的汽车、火车、载重万吨至几十万吨的轮船、耐腐耐压得化工设备一直宇宙飞船的都离不开金属材料。在这些工业产品中的制造过程中，需要把各种加工好的加工零件按要求连接起来制成产品，焊接就是将这些零件连接起来的一种加工方法。常用焊接的种类：（不需要介绍这么多）1)焊条电弧焊。目前电弧焊是应用最为广泛、也是最重要的现代焊接方法之一。它使用的设备简单、操作方便灵活，适应在各种条件下的焊接，特别适合于形状复杂的焊接结构的焊接。因此，虽然焊条电弧焊、焊接生产率

4、低，但仍然在国内为焊接生产中占据着重要地位。2)埋弧焊。埋弧焊是目前广泛应用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。他与焊条电弧焊相比虽然灵活性差一些，但焊接质量好、效率高、成本低、，劳动条件好。埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。这种方法是利用焊丝和焊件之间燃烧电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材而形成的焊缝的。焊丝作为填充金属，而焊剂则对焊剂区起保护和合金化作用。由于焊接是电弧掩埋在焊剂层下燃烧，电弧光不外漏，因此被称为埋弧焊。特点： (1)焊接生产率高(2)焊缝质量好 (3)焊接成本低 (4)劳动条件好 (5)难以在空间位置施焊 (6)对焊件装配质量要求高 (7)不适合焊接薄板和短缝焊

5、 3）熔化气体保护焊 熔化及气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极并由气体做保护的电弧焊。适用于半自动焊接和自动焊接两种。作为填充金属的焊丝，有实心的和药心两类，前者一般含有脱氧用的和焊缝金属所需要的合金元素；后者的药芯成分及作用与焊条的药皮相似。2焊缝的自主追踪：（本课题无焊缝追踪要求，文不对题）1)焊缝自动跟踪的方法：(1)经典控制方法:焊缝跟踪算法最早的也是最普遍的方法是PID控制法。这种跟踪控制方法的实质是直接测出焊炬相对焊缝中心的位置，以此和期望值比较得出偏差量，输送到特别设计的控制器中，按照已建立的数学模型进行运算，得出控制量，输送到焊缝过程调节相应的参数，获得焊接结果，是检测值和期

6、望值更为接近，如此循环动作，使偏差趋向于零，保证焊缝偏差在允许的偏差范围之内(2)模糊控制方法:焊缝自动跟踪过程中，传感器从电弧电流和电压的变化中获得焊炬与焊缝中心的横向与高低偏差信息，对这些信息的处理后，采用不同控制算法得到控制信号，使得焊炬与工件距离变化时，电流相应变化以保证原有的熔化率，驱动焊炬使其对准焊缝。然而电弧电流与焊炬高度变化量之间的是时变非线性的关系，其精确的数学模型比较难建立，自适应和鲁榜型比较差，而模糊控制具有很好的卤棒形和非线性映射能力，因而，非常适于电弧传感器跟踪控制。采用参数自调整，自学习模糊控制器可使焊缝跟踪控制系统具有较好的自适应能力。2)传感器的选择是焊缝跟踪系

7、统的关键（本课题不涉及此类传感器）。弧焊用传感器可分为直接电弧焊是、接触式、非接触式三大类。(1)接触式传感器一般在焊枪前方采用导杆或导轮和焊缝或工件的一个侧壁接触，通过导杆或导轮把焊缝位置的变化通过光电、滑动变阻器、立决等方式转换为电信号，以供控制系统跟踪焊缝。(2)电弧式传感器利用焊接电极与被焊工件之间的距离变化能够引起电弧电流、电弧电压变化这一物理现象来检测接头的坡口中心。电弧传感器方式主要有摆动电弧传感、旋转电弧传感、双式电弧传感。(3)视觉传感器采用的光电转换器件最简单的是单元感光器件，如光电二极管等；其次是一维的感光单元线阵，如线阵CCD应用最多的是结构最复杂的二维感光单元面阵，如

8、面阵CCD，是二维图像的常规感光器件，他代表着目前传感器发展的最新阶段因而应用最广泛。五，参考文献： 1.俞惠芬.矫培山.互换性与技术测量.山东：山东大学讲义.2004.82.林明星.电气控制与PLC.北京：机械工业出版社20053孟宪元.现代机构手册.北京:机械工业出版社19954中国工程网.5吴宗泽.机械设计师手册.北京：机械工业出版社20026黄筱调.机电一体化技术基础及应用.北京：机械工业出版社19987陈克选.简体环缝数控MAG焊接自动机.甘肃工业大学学报8王彬.中国焊接生产机械化技术发展回顾.20009 Araya T Sensing technology for in proce

9、ss control(1)-basis and practice of arc sensor 溶接学会志.199110林尚扬.陈善本.李成桐等.焊接机器人及其应用.北京：机械工业出版社200011李铁才.杜坤梅.电机控制技术.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社200012赖富新.电机控制系统.上海：上海交通大学出版社199613蔡自兴.焊缝自动跟踪系统技术及应用.北京：机械工业出版社199914 Jones C., et al, Laser Scanning and Quasi-helical Tool Path Definition of Arbitrary Curved Surface Mode

10、ls, Computer and Industrial Engineering, 1994, 26(2): 34935715刘杨弧.焊过程触摸式跟踪技术研究.硕士学位论文.哈尔滨：哈尔滨焊接研究所1993.五 方案论证：1工况介绍：焊接一批环形工件，工件长度小于800mm，工件直径小于200mm，焊缝为U字形或V字形环形焊缝。2设备工作过程介绍：人工上料夹持并夹紧工件气动尾顶左移，加（错别字）紧工件焊枪前进预送保护气体工件旋转，焊接打底焊缝摆动焊接完第一道焊缝焊枪自动提升焊接第二道焊缝依次焊接完毕工件停转小电流低电压收弧焊枪停摆滞后停送保护气焊枪退回下料1机械部分： 图1机械部分简图1见图1：

11、1、主轴箱： 组成：交流电动机、二级减速器、工件夹持器。作用：工件的旋转、夹持。 2、控制柜： 组成：控制按键、电气部分。 作用：焊接动作的控制。 3、4、5气动尾顶： 作用：推动相应工件左右、上下移动。 6、焊枪 7、视觉传感器： 作用：采集焊缝信息。2控制部分： 图2控制部分框图见图2：1控制面板控制部分简介： （以下红色部分表述不准确）1)主控箱是整个控制系统的核心装置，大部分控制装置都安置在这里，并通过可编程序控制器完成与操作盒、驱动元件的通讯和控制。2)焊件的对齐、焊枪的移动、焊缝初始位置的寻找、工件的旋转等动作的控制均采用PLC控制。3)焊枪摆幅调整量、焊枪的摆频、摆幅、停留时间、

12、工件的旋转速度可在触摸屏上方便进行设定、修改。4)控制原理：按键或传感器接收信息触点的闭合打开控制继电器状态继电器控制相应的开关打开或闭合开关控制电机或其他驱动元件完成相应的动作3焊接方式的选择： 选用CO2气体保护焊。熔化及气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极并由气体做保护的电弧焊。适用于半自动焊接和自动焊接两种优点：1）焊接效率高2）可获得含氢量较焊条电弧焊低的焊缝金属3）在相同电流下，熔深比焊条电弧焊的大4）焊接厚板时，可以用较低的焊接电弧和较快的焊接速度，其焊接变形小。5）明弧焊接，焊工可以观察到电弧和熔池的状态和行为。6）可以进行全位置焊接，不像埋弧焊只能处在平焊位置焊接7）无需清查，实现窄间隙焊接4自动追踪方式的选择：由于上面焊接方法选用电弧焊接所以自动跟踪控制方法采用模糊控制方法。因为电弧电流与焊炬高度变化量之间的是时变非线性的关系，其精确的数学模型比较难建立，自适应和鲁榜型比较差，而模糊控制具有很好的卤棒性和非线性映射能力，因而，非常适于电弧传感器跟踪控制。传感器的类型采用视觉传感器。因为，视觉传感器所获得的信息量大，结合计算机时间和图像处理的最新技术成果大大增强了弧焊机器人的外部适应能力。根据要求采用视觉传感器CCD，因为在焊机机器人各种视觉传感器中，CCD传感器因其性能可靠、体积小、价格低、图像清晰六、进度安排：1）进行资料收集,明确