基于以太網的點焊過程質量監(jiān)測方法與系統(tǒng)研究.pdf

1、國內圖書分類號：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的點焊過程質量監(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效率高和易于實現自動化等優(yōu)點，是汽車白車身主要生產工藝。在白車身點焊過程中，存在較多影響焊接質量穩(wěn)定

2、性的因素，而且在焊裝過程中經常出現各種異常情況，造成較多質量問題。目前，由于焊裝車間缺乏相應的監(jiān)測技術，無法對生產信息進行分析，異常情況也得不到及時處理，在一定程度上限制了企業(yè)生產效率和產品質量的進一步提高。本研究以焊裝車間點焊過程為研究對象，研究監(jiān)測技術和基于以太網技術的生產過程監(jiān)測系統(tǒng)。本文提出了基于以太網的監(jiān)測技術的總體框架，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、現場信息管理層，生產監(jiān)測層和生產設備層。生產監(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，通過以太網將信息傳輸到計算機管理系統(tǒng)。提出了生產過程信息管理系統(tǒng)的總體模型，主要分為四個模塊：實時信息管理、設備信息管理、生產信息管理和系統(tǒng)信息管理模塊。在監(jiān)測系統(tǒng)實現過程中，解決了利用8位單片機實現工業(yè)以太網通信和生產過程信息管理方法兩個關鍵技術。為了能夠獲得生產過程中的實時信息，本研究以雙單片機作為核心，雙口RAM作為數據共享單元，專用的網絡芯片作為網絡控制器，設計和開發(fā)了基

4、于以太網的點焊監(jiān)測系統(tǒng)，能夠獨立完成信號的調理、模數轉換、數據本地暫存和以太網傳輸等功能。設計了數碼顯示模塊，可實時顯示工件數、焊點數、焊接電流、焊接時間和導通率等信息，便于現場管理人員控制生產進度和優(yōu)化產品質量。針對焊裝過程中電極失效以及漏焊等異常情況，設計了擁有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，在不改變現場設備的前提下，利用車型識別和焊點計數的方法，設計焊接規(guī)范自動轉換模塊，實現工件不等厚板的

5、焊接工藝自動調整。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，為電極狀態(tài)在線實時監(jiān)測提供理論基礎。為了防止工藝規(guī)范轉換出現混亂，研究了板厚與動態(tài)電阻之間的關系，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