焊丝层绕系统的测量技术的研究开题报告样例.docVIP

北京石油化工学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称：焊丝层绕系统的测量技术的研究 题目类型： 研究 学生姓名： 寇栋元 专 业： 自动化 学 院： 信息工程学院 年 级： 自06-2 指导教师： 纪文刚 2010 年 03 月 09 日 选题背景、研究意义及文献综述 选题背景 随着工业生产的需要和科学技术的发展，焊接技术不断进步，焊接的新材料、新工艺、新设备不断涌现，传统的手工电弧焊已经越来越不能满足加工的要求。从上个世纪末，国家开始在各个行业推广气体保护焊技术，取代手工电弧焊，用连续送进的焊丝取代焊条。目前焊接材料的应用趋势是高效率、高质量、适合于自动焊的焊材使用量将逐渐增加，而其他焊材，尤其是低品质焊材使用量将逐渐减少。目前全国的气体保护实芯焊丝生产企业150余家，已从德国、瑞典、加拿大、日本等国及台湾地区引进各种生产设备近50套，国产或自行研制的设备100余条，生产能力达年产20多万吨。[1]。 从生产工艺装备看，我国有的厂家从国外引进了一些设备，借助国外气体保护 焊成熟技术和生产工艺，形成了我国气体保护焊生产能力，推动我国气体保护焊技术的发展。前几年，焊丝生产企业基本都从国外进口焊丝层绕机，近年来我国生产了一些成套的焊丝生产设备，各焊丝生产厂家研制，开发和生产了专用的焊丝成套生产线，如浙江桐庐星冠线缆设备厂生产的DS系列焊丝精密层绕机，郑州市机械研究所生产的RZ28系列气保焊丝精密层绕机，河南省西工机电设备有限公司研究开发的焊丝层绕机等等。现国内生产的焊丝层绕机尽管实现了可编程控制器自动控制，但还有许多方面不能满足焊丝生产的需要，必须进一步改进完善，比如:普遍存在乱线现象，人机界面友善程度差、定位不合理、绕线过程中焊丝张力不恒定等。 这些问题的存在很大程度上影响了产品的结构和性能，亟需加以解决[2]。 针对在焊丝层绕过程中存在的以上问题，河南省西工机电设备有限公司、浙江桐庐星冠线缆设备厂、郑州市机械研究所分别从不同的角度设计层绕机或层绕机机构对以上问题予以解决并申请了相应的专利。 河南省西工机电设备有限公司[3]设计了一种专门用于焊丝层绕的新型焊丝层绕机，其包括主电机驱动的主轴、主轴上的绕丝盘、控制排线电机和接受绕卷传感器信号的控制中心，对应主轴上转角传感器齿盘设有绕卷传感器，在排线电机输出上装有凸轮，凸轮与排线机构移动导轨相配合，排线机构移动导轨上对应绕丝盘装有焊丝校直器，具有经济实用、排线精确、传动比准确、排线同步性好、工作效率高、对焊丝的规格适应面宽的优点，特别适合于标准焊丝盘绕卷CO?气保焊丝，也可适用于有色金属焊丝及其他需做层绕包装的金属线材。 浙江桐庐星冠线缆设备厂[4]设计了一种层绕机排线滞后角模拟自动调整机构，该机构包括拨线杆、摆动装置、基架和电位器，所述的摆动装置位于基架上方，且摆动装置的一端置有拨线杆，另一端与电位器相连。其摆动装置由摆动齿板和小齿啮合，且小齿与电位器相连。其特点是结构简单合理，主要有拨线杆、摆动装置、基架和电位器组成，当摆动装置摆动时，摆动装置带动电位器转动，由电位器所测量出的电压值对应出滞后角的大小，从而改变电机的转速，来自动随机的调整滞后角的大小。 郑州市机械研究所[5]设计的自动控制排线滞后角的焊丝层绕机，包括排线机构、滞后角检测机构、绕丝盘两端挡丝柱、排线器两端限位和超越限位检测器，利用排线机构对焊丝层绕滞后角进行精密跟踪，实现精密层绕。其设计思路是通过直接检测实际滞后角，避免累积误差，来实现对滞后角的精确控制。这种装置的层绕机结构简单合理，操作简单，工作效率高，排线同步性好，对焊丝的规格、种类和绕丝盘的宽窄适应性强。 目前随着对产品工艺要求的不断提高，在焊丝层绕系统过程量控制中,对角度、角速度、线速度、位移等运动参数的高精度检测不断增加,常需要分时或连续测量,并保证测量的实时性。而大多数运动参数的检测均是以角度和角速度为基础,尤以角速度的检测最为典型。目前,常用的数字式角速度测量方法主要有3种:M法(频率法)、T法(周期法)和M/T法(频率/周期法)。M法是通过在既定的检测时间内测量所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速,适合于高速测量;T法是测量相邻两个转速脉冲信号的时间来测定转速,适合于低速测量;M/T法是同时测量检测时间和在此时间内的转速脉冲信号的个数来确定转速,该种方法既能适合高速测量,也能适合低速测量,但构成的检测系统较为复杂。 为了克服传统M法测量的不足,北京石油化工学院的张吉月等[6]设计了一种能够精确测量宽范围角速度的测量系统,系统结构简单,通过角速度自适应改变测量系统的测量时间,可以实现不同速