基于以太網(wǎng)的點(diǎn)焊過(guò)程質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TG438.2學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.791密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文基于以太網(wǎng)的點(diǎn)焊過(guò)程質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)研究博士研究生：梅冬勝導(dǎo)師：魏艷紅教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：材料加工工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2012年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要電阻點(diǎn)焊具有生產(chǎn)效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是汽車白車身主要生產(chǎn)工藝。在白車身點(diǎn)焊過(guò)程中，存在較多影響焊接質(zhì)量穩(wěn)定

2、性的因素，而且在焊裝過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)各種異常情況，造成較多質(zhì)量問(wèn)題。目前，由于焊裝車間缺乏相應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，無(wú)法對(duì)生產(chǎn)信息進(jìn)行分析，異常情況也得不到及時(shí)處理，在一定程度上限制了企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高。本研究以焊裝車間點(diǎn)焊過(guò)程為研究對(duì)象，研究監(jiān)測(cè)技術(shù)和基于以太網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文提出了基于以太網(wǎng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)的總體框架，按照功能將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為四個(gè)不同層次：企業(yè)信息管理層、現(xiàn)場(chǎng)信息管理層，生產(chǎn)監(jiān)測(cè)層和生產(chǎn)設(shè)備層。生產(chǎn)監(jiān)測(cè)層采用

3、集散監(jiān)測(cè)的方式，對(duì)汽車焊裝車間各個(gè)工位的點(diǎn)焊過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)以太網(wǎng)將信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。提出了生產(chǎn)過(guò)程信息管理系統(tǒng)的總體模型，主要分為四個(gè)模塊：實(shí)時(shí)信息管理、設(shè)備信息管理、生產(chǎn)信息管理和系統(tǒng)信息管理模塊。在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，解決了利用8位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)通信和生產(chǎn)過(guò)程信息管理方法兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。為了能夠獲得生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息，本研究以雙單片機(jī)作為核心，雙口RAM作為數(shù)據(jù)共享單元，專用的網(wǎng)絡(luò)芯片作為網(wǎng)絡(luò)控制器，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了基

4、于以太網(wǎng)的點(diǎn)焊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠獨(dú)立完成信號(hào)的調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)本地暫存和以太網(wǎng)傳輸?shù)裙δ堋ＴO(shè)計(jì)了數(shù)碼顯示模塊，可實(shí)時(shí)顯示工件數(shù)、焊點(diǎn)數(shù)、焊接電流、焊接時(shí)間和導(dǎo)通率等信息，便于現(xiàn)場(chǎng)管理人員控制生產(chǎn)進(jìn)度和優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。針對(duì)焊裝過(guò)程中電極失效以及漏焊等異常情況，設(shè)計(jì)了擁有8段獨(dú)立語(yǔ)音的報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)語(yǔ)音提示操作人員對(duì)異常情況進(jìn)行及時(shí)處理。同時(shí)，在不改變現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的前提下，利用車型識(shí)別和焊點(diǎn)計(jì)數(shù)的方法，設(shè)計(jì)焊接規(guī)范自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)工件不等厚板的

5、焊接工藝自動(dòng)調(diào)整。系統(tǒng)軟件采用C語(yǔ)言編寫，在統(tǒng)一的邏輯控制信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的控制下，實(shí)現(xiàn)上述各個(gè)監(jiān)測(cè)功能。點(diǎn)焊噴濺時(shí)，由于噴出的金屬將引起動(dòng)態(tài)電阻幅值突變，提出了以動(dòng)態(tài)電阻突降幅值作為判斷噴濺的特征量。研究了電極壽命與動(dòng)態(tài)電阻之間的關(guān)系，提出了以動(dòng)態(tài)電阻幅值的整體突降作為電極壽命判斷依據(jù)，為電極狀態(tài)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供理論基礎(chǔ)。為了防止工藝規(guī)范轉(zhuǎn)換出現(xiàn)混亂，研究了板厚與動(dòng)態(tài)電阻之間的關(guān)系，提出了利用動(dòng)態(tài)電阻幅值差異作為間接測(cè)量焊點(diǎn)處板厚的方法