基于PMAC的马鞍形焊接系统的研究与开发

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1、分类号学号M201070517学校代码10487密级硕士学位论文基于PMAC的马鞍形焊接系统的研究与开发学位申请人：刘宇晗学科专业：机械工程指导教师：张代林讲师陈幼平教授答辩日期：2012年05月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandDevelopmentofSaddle-shapedWeldingSystemBasedonPMACCandidate:LiuYuhanMa

2、jor:MechanicalEngineeringSupervisor:LecturerZhangDailingProf.ChenYoupingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay.,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明

3、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要马鞍

4、形焊缝焊接的问题一直是曲线焊接研究的重点和热点，在工业制造中得到广泛应用，因此研制马鞍形曲线的焊接数控系统有着广阔的前景。本课题基于“PC+NC控制卡”的结构构建了焊接运动控制系统，并实现了马鞍形相贯线的插补算法研究。首先分析了焊接自动化系统的发展现状，研究了马鞍形焊缝焊接运动控制系统的基本原理、结构组成及控制参数；分析了运动控制技术的特点，根据焊接加工特点对运动控制系统提出了要求。其次，以PMAC运动控制卡和工业PC机为基础，按照“PC+NC”的模式完成了对焊接数控系统的总体方案设计。在硬件体系部分完成了对控制模块、伺服模块、机

5、械传动模块、检测反馈模块的设计；在软件体系部分对基于PID控制的伺服系统进行了调试并利用PMAC提供的动态链接库实现了人机控制界面的开发。再次，分析了马鞍形轨迹的四轴联动加工过程，阐述了各个轴的作用，并建立了数学模型。研究表明马鞍形曲线焊接过程中焊枪倾角的变化对焊接加工精度的影响起着主要的作用。以工件旋转角为基础参数提出了一种基于线速度控制的马鞍曲线插补算法。该算法具有较高的精度，并能实现对加工速度的控制。最后，作者对本课题的研究内容进行了总结，并且对系统的进一步完善及今后的工作进行了展望。关键词：马鞍形焊缝；运动控制；焊接系统；

6、插补算法；PMAC运动控制卡I华中科技大学硕士学位论文AbstractThesaddle-shapedseamweldinghasalwaysbeenthefocusofthereaserchoncurveswelding,whichhasbeenwildlyusedinindustrialmanufacture.Mediumandsmallnumericalcontrol(NC)machinehavealargeproportioninourcountry,sothedevelopmentofweldingNCsystemhas

7、abroadprospect.Basedonthestructureof“PC+NCcontrolcard”,Aweldingmotioncontrolsystemisdeveloped,andainterpolationalgorithmforsaddle-shapedcurveisproposed.First,thethesisanalyzesthecurrentsituationoftheweldingautomationsystem,andreasearchesonthebasicprinciple,structureco

8、mponentsandcontrolparameters.Itanalyzesthecharacteristicsofthemotioncontroltechnologyandputsforwardrequestsaccordingtothetra