基于以太網(wǎng)的點焊過程質(zhì)量監(jiān)測方法與系統(tǒng)研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TG438.2學校代碼：10213國際圖書分類號：621.791密級：公開工學博士學位論文工學博士學位論文基于以太網(wǎng)的點焊過程質(zhì)量監(jiān)測方法與系統(tǒng)研究博士研究生：梅冬勝導師：魏艷紅教授申請學位：工學博士學科：材料加工工程所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：2012年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要電阻點焊具有生產(chǎn)效率高和易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，是汽車白車身主要生產(chǎn)工藝。在白車身點焊過程中，存在較多影響焊接質(zhì)量穩(wěn)定

2、性的因素，而且在焊裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種異常情況，造成較多質(zhì)量問題。目前，由于焊裝車間缺乏相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)，無法對生產(chǎn)信息進行分析，異常情況也得不到及時處理，在一定程度上限制了企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的進一步提高。本研究以焊裝車間點焊過程為研究對象，研究監(jiān)測技術(shù)和基于以太網(wǎng)技術(shù)的生產(chǎn)過程監(jiān)測系統(tǒng)。本文提出了基于以太網(wǎng)的監(jiān)測技術(shù)的總體框架，按照功能將監(jiān)測系統(tǒng)分為四個不同層次：企業(yè)信息管理層、現(xiàn)場信息管理層，生產(chǎn)監(jiān)測層和生產(chǎn)設(shè)備層。生產(chǎn)監(jiān)測層采用

3、集散監(jiān)測的方式，對汽車焊裝車間各個工位的點焊過程進行監(jiān)測，通過以太網(wǎng)將信息傳輸?shù)接嬎銠C管理系統(tǒng)。提出了生產(chǎn)過程信息管理系統(tǒng)的總體模型，主要分為四個模塊：實時信息管理、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)測系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，解決了利用8位單片機實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)通信和生產(chǎn)過程信息管理方法兩個關(guān)鍵技術(shù)。為了能夠獲得生產(chǎn)過程中的實時信息，本研究以雙單片機作為核心，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)計和開發(fā)了基

4、于以太網(wǎng)的點焊監(jiān)測系統(tǒng)，能夠獨立完成信號的調(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?。設(shè)計了數(shù)碼顯示模塊，可實時顯示工件數(shù)、焊點數(shù)、焊接電流、焊接時間和導通率等信息，便于現(xiàn)場管理人員控制生產(chǎn)進度和優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。針對焊裝過程中電極失效以及漏焊等異常情況，設(shè)計了擁有8段獨立語音的報警系統(tǒng)，通過語音提示操作人員對異常情況進行及時處理。同時，在不改變現(xiàn)場設(shè)備的前提下，利用車型識別和焊點計數(shù)的方法，設(shè)計焊接規(guī)范自動轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)工件不等厚板的

5、焊接工藝自動調(diào)整。系統(tǒng)軟件采用C語言編寫，在統(tǒng)一的邏輯控制信號和時鐘信號的控制下，實現(xiàn)上述各個監(jiān)測功能。點焊噴濺時，由于噴出的金屬將引起動態(tài)電阻幅值突變，提出了以動態(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態(tài)電阻之間的關(guān)系，提出了以動態(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)在線實時監(jiān)測提供理論基礎(chǔ)。為了防止工藝規(guī)范轉(zhuǎn)換出現(xiàn)混亂，研究了板厚與動態(tài)電阻之間的關(guān)系，提出了利用動態(tài)電阻幅值差異作為間接測量焊點處板厚的方法