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內容簡介

　　管道焊接是一種集計算機、自動控制、信息處理、機械和電氣為一體的復雜材料成形加工工藝過程，主要完成各種管道的現(xiàn)場安裝和焊接管焊接等生產任務。由于所焊接的管材、尺寸和位置等不同，焊接中電弧運動的實際位置會不斷變化，因此要求焊接設備能夠實時檢測出焊縫的偏差和熔透情況，并調整焊接路徑和焊接參數(shù)。對于這種復雜的控制過程，《管道焊接過程智能控制技術及其應用》主要介紹管道焊接研究現(xiàn)狀；焊接質量控制信息傳感技術，包括焊縫圖像處理方法、焊接過程控制信息語音提示技術和MIG焊電弧聲傳感技術；管道焊接過程控制硬、軟件系統(tǒng)設計，包括管道焊接過程控制系統(tǒng)設計、電弧強干擾下的計算機多機通信設計、管道全位置TLG焊系統(tǒng)抗干擾設計、管道焊接過程控制系統(tǒng)軟件設計原則、管道焊接機計算機操作平臺和各執(zhí)行單元計算機程序模塊；焊接管溫度場和應力場數(shù)值模擬，為焊接管焊接后的彎曲、擴管和卷邊成形等冷加工工藝提供參考數(shù)據(jù)，為焊接管規(guī)范參數(shù)優(yōu)化選擇提供依據(jù)；詳細闡述了管道焊接工藝技術，包括管道焊接小電流自動接觸引弧工藝，管道焊接弧長調節(jié)控制，厚壁管焊接側壁熔透工藝，基于視覺管道焊縫跟蹤偏差控制，基于電弧聲傳感管道焊接質量控制和海上樁管自動焊接機應用?！豆艿篮附舆^程智能控制技術及其應用》是作者和他的合作者多年關于管道焊接方面科研成果的總結，實用性和工程性較強，可為從事管道焊接質量控制工程技術人員提供技術支持，也可供從事材料成形過程控制或工業(yè)控制領域機電一體化工程技術人員參考。

作者簡介

　　劉立君，男，博士，教授，1968年7月出生；主要從事管道焊接過程智能化和模具修復再造技術的研究工作，主持和參加國家、省、部和市級項目共30余項；以排名第一獲省部級科研、教學成果獎3項，市級科研、教學成果獎4項；發(fā)表論文80余篇，EI檢索30余篇，編著6部。1996年開始為哈爾濱建新焊接設備廠開發(fā)哈爾濱市經(jīng)委重大科技攻關項目“厚壁管全位置焊接操作機”中的“厚壁管窄間隙全位置焊熔透智能控制系統(tǒng)”，其中雙向焊接技術達到國際領先水平：2000年開始在省、市科技項目支持下，對管道全位置焊接機圖像跟蹤系統(tǒng)、示教系統(tǒng)和測控軟件系統(tǒng)進行開發(fā)，并在國家科技部中小企業(yè)技術創(chuàng)新基金項目“管道全位置自動焊接操作機”、海洋固定平臺樁管自動焊接、油田輸油管道自動焊接和電站鍋爐管道自動焊接等項目和工程中應用，取得一定的經(jīng)濟效益；特別是“管道焊接過程智能控制技術開發(fā)與應用”項目曾獲黑龍江省高?？茖W技術二等獎，黑龍江省機械工業(yè)科學技術二等獎，黑龍江省科學技術進步三等獎。

圖書目錄

第1章管道焊接研究現(xiàn)狀
1.1 管道焊接應用研究現(xiàn)狀
1.2 焊接過程熔透狀態(tài)監(jiān)控研究現(xiàn)狀
1.3 探索管道焊接質量及其視覺和聽覺傳感信息的意義
第2章焊接質量控制信息傳感技術
2.1 焊縫圖像處理方法
2.1.1 圖像處理的一般算法
2.1.2 焊縫圖像處理軟件的開發(fā)
2.1.3 焊縫圖像處理實例
2.2 焊接過程控制信息語音提示技術
2.2.1 焊接過程控制信息語音提示意義
2.2.2 語音提示在管道焊接機中的應用
2.2.3 焊接過程語音卡硬件設計
2.2.4 焊接過程語音卡軟件設計
2.2.5 語音合成模塊
2.2.6 工作模塊
2.2.7 預演模塊
2.3 MRG焊電弧聲傳感技術
2.3.1 MRG焊電弧聲產生機理研究
2.3.2 MIG焊電弧聲信號與熔透狀態(tài)相關性研究
2.3.3 MIG焊電弧聲信號特征提取與選擇
2.3.4 MIG焊神經(jīng)網(wǎng)絡熔透狀態(tài)辨識建模
第3章管道焊接過程控制硬件系統(tǒng)設計
3.1 管道焊接過程控制系統(tǒng)設計
3.1.1 管道焊接過程控制系統(tǒng)設計步驟
3.1.2 管道焊接過程控制系統(tǒng)總體設計
3.1.3 上位機計算機控制系統(tǒng)
3.1.4 從機通用控制單元設計
3.1.5 手控盒的設計
3.1.6 基于圖像傳感二維跟蹤控制系統(tǒng)
3.1.7 管道焊接機電動機驅動電路設計
3.2 電弧強干擾下的計算機多機通信設計
3.2.1 通信任務分析
3.2.2 通信網(wǎng)絡的硬件組成
3.2.3 通信協(xié)議設計
3.2.4 串行通信軟件設計
3.3 管道全位置TIG焊系統(tǒng)抗干擾設計
3.3.1 設計抗干擾電路
3.3.2 抑制干擾源
3.3.3 削弱耦合通道
3.3.4 采用屏蔽雙絞線
3.3.5 合理布線
第4章管道焊接過程控制軟件系統(tǒng)設計
4.1 管道焊接過程控制系統(tǒng)軟件設計原則
4.1.1 控制系統(tǒng)軟件設計一般原則
4.1.2 系統(tǒng)工程方法軟件設計原則
4.2 管道焊接機計算機操作平臺
4.2.1 管道焊接機主控計算機操作平臺
4.2.2 管道焊接數(shù)據(jù)庫操作平臺
4.2.3 管道焊接故障自診斷操作平臺
4.2.4 管道設備調試軟件操作平臺
4.2.5 管道焊接示教再現(xiàn)操作平臺
4.2.6 管道焊接實時控制操作平臺
4.2.7 焊前調整操作平臺
4.2.8 管道焊接工藝測試操作平臺
4.3 各執(zhí)行單元計算機程序模塊
4.3.1 鎢極和橫向擺動控制模塊
4.3.2 弧長和焊接電源控制模塊
4.3.3 爬行驅動控制模塊
4.3.4 雙向送絲控制模塊
4.3.5 焊接輔助和故障診斷控制模塊
第5章焊接管溫度場和應力場數(shù)值模擬
5.1 激光焊應力變形有限元理論基礎
5.1.1 焊接溫度場有限元模型
5.1.2 焊接熱彈塑性有限元模型
5.1.3 有限元分析軟件Marc模擬焊接過程
5.2 不銹鋼管激光焊數(shù)值模擬
5.2.1 不銹鋼管激光焊溫度場數(shù)值模擬
5.2.2 不銹鋼管激光焊應力應變場數(shù)值模擬
5.3 不銹鋼管激光焊試驗研究
5.3.1 不銹鋼管試樣焊接
5.3.2 焊接管殘余應力測量
第6章管道焊接工藝技術
6.1 管道焊接小電流自動接觸引弧工藝
6.1.1 小電流接觸引弧原理
6.1.2 引弧成功率的影響因素
6.1.3 小電流接觸引弧試驗分析
6.2 管道焊接弧長調節(jié)控制
6.2.1 弧長調節(jié)系統(tǒng)的硬件組成
6.2.2 弧壓采樣系統(tǒng)的設計及標定
6.2.3 可變增益PID弧長調節(jié)
6.3 厚壁管焊接側壁熔透工藝
6.3.1 焊前準備
6.3.2 擺動鎢極行為分析
6.3.3 送絲行為分析與控制
6.4 基于視覺管道焊縫跟蹤偏差控制
6.4.1 焊縫圖像傳感二維跟蹤硬件系統(tǒng)
6.4.2 焊縫跟蹤二維十字滑架偏差控制
6.4.3 圖像傳感管道焊縫跟蹤誤差控制試驗及結果分析
6.5 基于電弧聲傳感管道焊接質量控制
6.5.1 管道焊接電弧聲發(fā)射采集硬件系統(tǒng)設計
6.5.2 焊接電弧聲發(fā)射采集軟件系統(tǒng)設計
6.5.3 焊接電弧聲發(fā)射采集系統(tǒng)測試試驗
6.6 海上樁管自動焊接機應用
6.6.1 海上樁管自動焊方法選擇
6.6.2 海上樁管自動焊接機硬件設計
6.6.3 海上樁管自動焊接機控制系統(tǒng)
6.6.4 海上樁管自動焊接機應用實例
參考文獻