王长征[1]2004年在《基于DRC法的电阻点焊协同控制》文中研究说明电阻点焊作为一种重要的焊接工艺方法，在现代工业生产中,尤其是在汽车、航空领域有着广泛的应用。该方法具有能量集中、操作简单、生产率高和易于实现自动化等优点。随着工业技术的发展，许多工业产品对焊接接头的质量和可靠性要求日益提高，因而对点焊控制系统的控制能力和精度提出了更高的要求。 随着电阻点焊质量监控技术的发展，特别是微型计算机技术和智能控制在工业控制中的应用，使得一些新型的微机点焊质量控制设备在点焊生产中逐渐推广。总体来说点焊过程及质量控制的发展趋势：控制模式，已由单模式控制发展为多模式控制；控制方法，已由一种监控方法发展到多种监控方法进行决策；调节参量，已由初始的单变量调节发展为多变量调节；在控制决策上，已由常规的控制决策方式向人工智能决策方式发展。 本论文根据近几年来对 DRC 法点焊控制器的实际研究情况，针对 DRC 法模型化控制在焊接过程中存在控制盲区，极易在热量大幅度波动时产生飞溅或增大后期调节负担等情况。依据多信息多参量综合监测技术原理，以 DRC 法模型化控制技术为基础，在监控系统中引入恒流控制技术，推出了分时段、多层次、多参数的综合模糊控制策略，对点焊热过程实施等效加热的智能化控制协同控制技术，即 IDRC 法控制，以实现每一焊点的熔核质量与焊接时间的双重一致。 控制系统硬件电路以 8031 单片机系统为核心,主要由程序存储器 EPROM、外部数据存储器 RAM、 A/D 转换电路 ADC0809、I/O 扩展芯片 8255、看门狗电路以及 RAM 信息保护电路和复位电路等部分组成。该模块主要完成对电流滞后角实时采样、电流信号和电压信号的模数转换、数据处理，还要进行模糊推理运算以获得输出控制量。网压同步电路在网路电压过零时，向 8031 单片机发送中断脉冲信号，作为焊接的各个程序段计时和可控硅触发的时间基准。在单片机的控制下，电流采样电路通过电流互感器在焊接变压器原边对电流信号采样；并利用电流过零检测电路提取电流过零信号相对于电压过零信号的滞后角(代替功率因数角)作为在焊焊点的质量信息。 软件是控制系统的灵魂。针对点焊过程具有高度非线性、有多变量耦合作用和大量随机不确定因素，很难用精确的数学模型来描述的特点，同时考虑到硬件采用的单片机运算能力以及点焊控制过程对实时性要求高等方面的情况，我们选择了模糊控制算法并设计了 4 个系列模糊控制器，在焊接过程中根据不同的条件进行调用。在焊接的前期采用恒流控制，中后期采用 DRC 法模型化控制。通过恒流控制具有响应速度快，控制精度高的特点，为中后期的 DRC 69
王兆伟[2]2008年在《IDRC法在不锈钢点焊过程控制中的应用》文中研究说明针对不锈钢点焊动态电流滞后角曲线单调上升,即没有谷点的特点,为解决DRC法实时控制起点的问题,通过工艺试验找到优质熔核的形核起点,并以此为根据实现阈值法控制。为确保实时控制过程形核起点的一致性,引入IDRC法监控策略,运用前期恒流控制,保证形核起点的稳定性,进而确保DRC法的质量控制精度。在IDRC法监控中,采用二次采样的罗氏线圈电流传感器及接口电路,实现了主导信息:焊接电流有效值和电流滞后角的检测。针对DRC法监控中的电噪声问题,经试验确定了适合不锈钢材料的剔除比例系数。在模糊控制算法中,结合奥氏体不锈钢的焊接性,修改了模糊控制论域和控制规则,编制了控制软件,实现了基于IDRC法的智能控制。试验结果证明,采用IDRC法对不锈钢点焊过程进行控制,能够有效补偿焊接热量大幅度波动对焊点质量的影响和抑制焊接飞溅,保证熔核质量的一致性,体现IDRC法协同控制的优势。
郑庆杰[3]2006年在《叁相次级整流点焊控制系统的研究》文中提出本文针对叁相次级整流点焊机主电路的特征,为探讨新的控制策略及算法,初步设计了叁相次级整流点焊模拟控制系统。在分析叁相次级整流点焊机特点的基础上,建立了基于电流平均值的热量函数和相应的热量函数表。采用高性能MCU ATmega16为主控单元,设计了适应叁相次级整流焊机控制系统的硬件电路。在借鉴多信息融合技术基础上,推出了PDRC法协同控制模式。该控制模式与传统的DRC法相比,能有效弥补点焊热过程初期的控制盲区、抑制前期飞溅;与IDRC法相比,可更好地补偿分流影响。实际调试证明,该控制系统支持恒流控制、恒功率控制和PDRC法监控等多种控制模式。能够实现编程、焊接和数据提取等预期的功能。
郭海滨[4]2010年在《低碳钢点焊热过程双特性融合控制算法研究》文中研究指明为进一步提高IDRC法协同控制的决策水平,改善其动态调控品质,克服热过程的冲击性,更加合理地把握热量调节的方向和尺度,特将多信息模糊融合控制技术引入DRC法模型化控制过程。即在形核阶段,充分运用依据优质熔核在焊接热过程中表现出来的两种特性—标识熔核质量信息的动态电流滞后角特性和表征点焊热过程能量水平的动态焊接电流特性,塑造出标志优质熔核行为的后期强化型给定DRC和具有线性递增特点的调幅电流特性,作为点焊热过程实时控制的依据,即给定控制参数。进而实现了基于多种监控信息的融合决策机制。试验结果证明,依据双特性模型构建的二次推理模式的多信息融合决策算法很好地改善了单特性DRC法模型化控制的调控品质,在热量大幅波动,特别是在严重分流的条件下仍能保证焊接质量和焊接时间的一致性,取得了更为理想的监控效果。
郭彩光[5]2006年在《学习型点焊控制参数自动编程与自行优化专家系统开发》文中提出为了解决IDRC型点焊控制器参数编程与优化等困难,使其能够尽快应用于实际焊接生产中。本文以汽车、航空常用材料为工程背景,以单相交流电阻点焊机为控制对象,选择ATmega168单片机为控制器的主控制单元,以IDRC型智能控制原理为基础,首先探讨了控制器的外观设计、操作界面的优化;并在此基础之上,着重构建了点焊控制控参数的自动编程与自行优化专家系统,编制了相应的专家系统软件。进而,通过科学试验,验证了该系统控制参数自动编程及自行优化专家系统控制软件的功能。实验结果证明,本专家系统完全达到了预期的功能要求,准确地实现了控制参数自动编程与自行优化,从而使IDRC型智能点焊控制系统得到了进一步完善。
袁海堃[6]2008年在《IDRC法点焊质量控制效果的精确化研究》文中研究说明为解决IDRC法点焊质量控制效果的精确化问题,使其尽快应用于实际焊接生产中。本文以单相交流点焊机为控制对象,选择ATmega168单片机为控制器的主控单元,首先基于线性热量控制基本原理,创建了同步求解对应一定热量百分数的触发控制角和相应电流滞后角的孪生函数;进而运用C语言编写程序,并按照控制软件要求的格式,输出了相关的孪生函数表;同时编写了动态电流滞后角增量偏差修正子程序和“关断阈值”跟踪补偿子程序;进一步修改了模糊控制规则;最后通过科学试验,获得了动态电流滞后角噪声的最佳剔除比例系数,确定了IDRC协同控制技术的最佳焊接工艺规范,验证了监控系统对热量大幅度波动的适应性。试验结果表明:适当地剔除动态电流滞后角电噪声、并对阈值进行实时跟踪补偿后,即使在热量大幅度波动的条件下,仍能保证焊接质量和焊接时间的一致性;从而使IDRC协同控制算法得到了完善,控制系统的控制精度得到了大幅度提高。
孔萌[7]2005年在《IDRC型智能点焊控制器的研制》文中研究表明本文在多信息融合控制思想指导下,以IDRC 法研究的初步成果为基础,通过对IDRC 法实时监控系统硬件的升级、对采样环节的优化、对控制系统安全性的进一步完善,为开发新型点焊控制器,即IDRC 型智能点焊质量监控器奠定了良好的基础。为提高IDRC 型智能点焊控制器在恶劣的工业现场环境下的运行可靠性,结合新型单片机的应用,创建了适应ATmega8 系列单片机系统的高质量恢复系统。该系统通过对用户主程序和中断服务程序的模块化封闭式管理,有效地诊断和处理单片机控制系统出现的程序“跑飞”和“死循环”现象。使IDRC型智能点焊控制系统能够在干扰频繁的工业现场条件下可靠地运行。实验证明,本监控系统通过创造性地运用恒流与DRC 法的协同控制机制,能够实现控制机制、控制算法与控制目标的和谐统一,达到焊接质量与焊接时间(即效率)的同步一致的控制效果,具有良好的应用前景。
姚丹丹[8]2007年在《IDRC法点焊群控系统上位机智能管理软件开发》文中提出为了克服IDRC型点焊控制器参数多,不便记忆和调节规律不易掌握的技术难点,本文以汽车和航空的工业生产为背景,针对IDRC型点焊群控系统的管理软件进行了开发。IDRC点焊群控管理系统采用PC机作为上位机,Mega168单片微机作为主控单元的点焊控制器作为下位机,并通过上位机和下位机之间的实时通讯来实现群控管理。IDRC型点焊群控管理软件是实现群控管理系统的核心技术。该软件是在Visual Basic6.0、Access2000、专家系统和IDRC法模糊控制的理论基础上集成开发出来的。它的人机界面良好,操作简单。本文主要取得了如下进展:设计了控制参数自动编程系统、焊后数据分析查询系统、动态数据显示系统和控制参数的优化系统四个部分。经反复调试和验证,IDRC型群控点焊管理系统能够实现预期的功能,取得了便捷化、可视化的满意结果,为进一步实现IDRC法的推广应用奠定了坚实的基础。
丁建[9]2012年在《低碳钢多层板点焊动态过程及熔核形态研究》文中认为低碳钢多层板点焊随着接头板材层数的增加，使得接头的结构愈加复杂，因而熔核区电流场和散热条件与两层板接头相比更为复杂，分流和飞溅现象更加严重。这就增大了获得优质熔核的难度。本文借助对低碳钢多层板点焊动态过程重要信息的测试与分析，并结合最终熔核质量的评价，力求推出一种较为理想的监控机制，即采用一套控制参数来同时适应或满足多层板点焊的实际工况，以使点焊操作更为便捷。本文首先通过工艺试验，获得低碳钢二层板点焊最佳工艺参数；在此基础上，运用多种动态信息的对比试验进一步探讨了不同控制模式对多层板点焊的适应性；进而深入探讨了采用不同监控方法时，运用相同控制参数实现多层板点焊热过程实时监控的可能性。最后本文还对多层板点焊过程熔核生长形态进行了较为细致的研究，为揭示多层板点焊熔核形成规律以及防止多层板点焊的飞溅问题提供了可靠依据。研究结果表明，简单定时法用一套工艺参数无法实现多层板优质点焊，熔核质量随着接头板材层数的增加而明显下降。恒流法和IDRC法在无分流的条件下，能够用一套控制参数较好地实现二层板或叁层板的优质焊接，却无法同时保证四层板的点焊质量。这主要因为四层板点焊中间界面的熔核生长过快且尺寸极易超出电极直径的压合范围而产生后期飞溅，严重影响焊接质量。但在有焊点分流的情况下，恒流法由于其监控机制的局限性，不能对分流现象做出有效补偿，根本无法保证多层板点焊的焊接质量，且随着板材层数的增加分流影响也更加严重。而IDRC法凭借对不同时刻熔核质量信息的控制优势，可有效地对分流影响做出及时而有效热量补偿，即使存在分流的情况下仍可适应二层板或叁层板点焊热过程的实时控制；但无法切实保证四层板点焊的焊接质量。为有效地抑制四层板点焊的后期飞溅问题，可将电极直径增大到7.5mm，以增大电极的压合尺寸，实现四层板的优质焊接。对熔核形态的研究结果表明，叁层板点焊熔核虽然为一个整体熔核，但其生长过程较为复杂。在焊接前期，熔核在板材界面处优先生长，且熔核在界面处的尺寸要大于在中间板材处的尺寸；到焊接中期，熔核在中间板材处尺寸的增长速度逐渐加快，并逐渐超过熔核在界面处的尺寸；并最终在中间板材处达到最大熔核尺寸。四层板点焊熔核也是一个整体熔核，但其生长过程更为复杂。在焊接初期，熔核只在中间界面处生长，而在上下两界面处并没有形成熔核。随着焊接的进行，中间界面母材不断熔化接触电阻逐渐降低，直至中间界面的接触电阻小于上下界面接触电阻时，熔核便开始在上下界面处快速生长，且很快赶上并超过熔核在中间界面处的尺寸。随着上下界面母材不断熔化接触电阻逐渐降低，熔核又开始在中间界面处快速的生长并很快赶上并超过上下界面的熔核尺寸，并最终在中间界面处达到最大熔核尺寸。
李琦[10]2012年在《B340LA高强钢电阻点焊工艺及质量监控模式研究》文中研究表明为了节约能源，减轻汽车自重、提高构件强度已成为汽车车身设计的重要目标。因此，具有较高强度的低合金高强钢成为汽车制造中应用前景最广泛的轻量化材料之一。低成本、高效率的电阻点焊方法约占车身装配90％的工作量，控制和提高焊点质量对于整车安全性具有重要作用。本文针对B340LA低合金高强钢电阻点焊工艺窗口窄、易产生熔核断裂等问题进行重点研究，进而全面优化点焊工艺。同时，电阻点焊过程具有随机干扰因素多，且高强钢对点焊过程出现的质量波动较为敏感，因而，选择合适的质量监控方法显得尤为重要。通过多种监控模式对比试验后，为实现高强钢点焊热过程实时监控选择一种有效的方法。本文选择厚度为1.2+1.2mm的高强钢并采用简单定时法、恒流法、IDRC法进行对比试验。将分流作为焊接热过程的主要干扰因素，重点探讨B340LA对随机干扰因素的敏感性。试验结果表明，当分流点距为21.5mm，即3.5倍熔核直径的情况下，采用简单定时法和恒流法均无法获得纽扣型断裂的熔核。采用恒流法监控时，只有分流点距达到65mm时，才能形成纽扣型断裂熔核。而采用IDRC法监控时，当分流点距为21.5mm时，却能够获得纽扣型断裂优质熔核。表明该钢种对分流现象较为敏感，而采用IDRC法监控对分流现象具有较强的补偿能力。并确定了一组适合IDRC法的控制参数：电极压力P=3.6KN,焊接电流I=8.6kA，电流滞后角累积上升幅度（即给定阈值）为260μs。进一步研究结果表明，高强钢点焊接头组织与低碳钢接头组织有显着的不同。未经回火处理的熔核其一次结晶后的组织主要是粗大的板条状马氏体。经过单脉冲回火处理后，内部组织并未出现明显的改善。当经过双脉冲回火处理后，熔核内部部分柱状晶转变为等轴晶，板条马氏体转变为更细地回火马氏体，且显微硬度由回火前的HV360下降到回火后的HV270。对回火处理后熔核的破坏性试验表明，经回火处理的熔核因其组织韧性提高，对应力集中敏感性降低，因而，焊点对分流的敏感性明显降低。即使在分流点距为10mm时，依然能形成纽扣型断裂的优质熔核。本文最终推荐低合金高强钢B340LA采用双脉冲回火点焊工艺，并配合IDRC法进行质量监控来保证熔核质量。
参考文献：
[1]. 基于DRC法的电阻点焊协同控制[D]. 王长征. 吉林大学. 2004
[2]. IDRC法在不锈钢点焊过程控制中的应用[D]. 王兆伟. 吉林大学. 2008
[3]. 叁相次级整流点焊控制系统的研究[D]. 郑庆杰. 吉林大学. 2006
[4]. 低碳钢点焊热过程双特性融合控制算法研究[D]. 郭海滨. 吉林大学. 2010
[5]. 学习型点焊控制参数自动编程与自行优化专家系统开发[D]. 郭彩光. 吉林大学. 2006
[6]. IDRC法点焊质量控制效果的精确化研究[D]. 袁海堃. 吉林大学. 2008
[7]. IDRC型智能点焊控制器的研制[D]. 孔萌. 吉林大学. 2005
[8]. IDRC法点焊群控系统上位机智能管理软件开发[D]. 姚丹丹. 吉林大学. 2007
[9]. 低碳钢多层板点焊动态过程及熔核形态研究[D]. 丁建. 吉林大学. 2012
[10]. B340LA高强钢电阻点焊工艺及质量监控模式研究[D]. 李琦. 吉林大学. 2012
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