鏈條作為一種基礎(chǔ)機(jī)械部件,在輪船、冶金礦山、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。由于各個(gè)鏈環(huán)間環(huán)環(huán)相扣,只要有一個(gè)鏈環(huán)焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo),就會(huì)導(dǎo)致整條鏈報(bào)廢,因此保證鏈環(huán)焊接質(zhì)量十分重要。然而影響電阻對(duì)焊焊接質(zhì)量的因素眾多,如電流、電壓、頂鍛量等,而破壞性拉伸實(shí)驗(yàn)無(wú)法判斷出焊接不合格的具體原因。因此,本文的目標(biāo)為建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采集并存檔鏈條焊接信號(hào),然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析,為焊后診斷提供依據(jù)。本文針對(duì)電阻對(duì)焊的監(jiān)測(cè)需求,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體架構(gòu),將系統(tǒng)分為單片機(jī)采集部分、Lab VIEW上位機(jī)和Python離線分析三部分。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的信號(hào)包括電信號(hào)（電流、電壓、微分）與機(jī)械量信號(hào)（電極位移、主軸轉(zhuǎn)角）。分析以上信號(hào)的特點(diǎn)后,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的傳感方案,并在單片機(jī)上配置相應(yīng)的傳感器接口。采集部分采用STM32H7作為工作核心,配合外圍的模擬量處理和TCP通信模塊,完成信號(hào)采集與傳輸任務(wù)。Lab VIEW上位機(jī)接收、顯示信號(hào)并存檔到My SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中,供后續(xù)焊后離線分析調(diào)用。系統(tǒng)的模擬量信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離、放大、失調(diào)調(diào)整和濾波后才連接到單片機(jī)AD上;開(kāi)關(guān)量信號(hào)均通過(guò)光耦進(jìn)行隔離,保證系統(tǒng)安全性。電路增益、基準(zhǔn)壓... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鏈條電阻對(duì)焊過(guò)程[9]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-功率因數(shù)角是工頻交流焊機(jī)工作時(shí)十分重要的參數(shù)，然而由于負(fù)載的變化，功率因數(shù)也具有時(shí)變性，難以直接在線測(cè)量。香港科技大學(xué)Zhou等[18]建立解析模型，可直接由觸發(fā)角、電流等信號(hào)在線計(jì)算出功率因數(shù)。該功率因數(shù)計(jì)算方法與文獻(xiàn)[16]相比更加方便，因?yàn)樗挥媒㈦x線數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。焊接電流信號(hào)是計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻的依據(jù)，并且直接影響焊接加熱功率大小，故準(zhǔn)確的測(cè)量焊接電流是電阻焊監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵步驟[19]。學(xué)者們已提出了基于多種傳感方式的高精度測(cè)量方法，其中包括霍爾傳感器、電流互感器和羅氏線圈[20]。對(duì)于幅值較大電流信號(hào)測(cè)量，常采用羅氏線圈提取電流微分信號(hào)，再通過(guò)高精度的積分電路還原電流信號(hào)。哈工大夏�？20,21]考慮了長(zhǎng)時(shí)間脈沖積分下電容漏電對(duì)積分器的影響，設(shè)計(jì)了高精度的積分電路來(lái)獲取電阻焊電流。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)將反饋加法電路與原始積分器相結(jié)合，利用PID算法對(duì)電容泄漏誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。Zhou等[22]通過(guò)進(jìn)一步研究，得出了焊接電流有效值的解析數(shù)學(xué)描述。由于數(shù)學(xué)描述非常復(fù)雜，計(jì)算占用大量CPU時(shí)間，因此其采用了簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)代替算法中的一部分。具體算法如圖1-2所示。圖1-2利用功率因數(shù)角計(jì)算電流有效值[22]電阻焊過(guò)程中動(dòng)態(tài)電阻的變化能反映焊接質(zhì)量[23]，動(dòng)態(tài)電阻的測(cè)量也一直是電阻焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Gong等[24]首先測(cè)量信號(hào)周期的功率因數(shù)，然后離線神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的方法來(lái)間接計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻。圖1-3動(dòng)態(tài)電阻信號(hào)濾波[25]Wang等[25]利用Hilbert變換計(jì)算了交流電阻焊過(guò)程的次級(jí)阻抗，阻抗表達(dá)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-功率因數(shù)角是工頻交流焊機(jī)工作時(shí)十分重要的參數(shù)，然而由于負(fù)載的變化，功率因數(shù)也具有時(shí)變性，難以直接在線測(cè)量。香港科技大學(xué)Zhou等[18]建立解析模型，可直接由觸發(fā)角、電流等信號(hào)在線計(jì)算出功率因數(shù)。該功率因數(shù)計(jì)算方法與文獻(xiàn)[16]相比更加方便，因?yàn)樗挥媒㈦x線數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。焊接電流信號(hào)是計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻的依據(jù)，并且直接影響焊接加熱功率大小，故準(zhǔn)確的測(cè)量焊接電流是電阻焊監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵步驟[19]。學(xué)者們已提出了基于多種傳感方式的高精度測(cè)量方法，其中包括霍爾傳感器、電流互感器和羅氏線圈[20]。對(duì)于幅值較大電流信號(hào)測(cè)量，常采用羅氏線圈提取電流微分信號(hào)，再通過(guò)高精度的積分電路還原電流信號(hào)。哈工大夏�？20,21]考慮了長(zhǎng)時(shí)間脈沖積分下電容漏電對(duì)積分器的影響，設(shè)計(jì)了高精度的積分電路來(lái)獲取電阻焊電流。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)將反饋加法電路與原始積分器相結(jié)合，利用PID算法對(duì)電容泄漏誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。Zhou等[22]通過(guò)進(jìn)一步研究，得出了焊接電流有效值的解析數(shù)學(xué)描述。由于數(shù)學(xué)描述非常復(fù)雜，計(jì)算占用大量CPU時(shí)間，因此其采用了簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)代替算法中的一部分。具體算法如圖1-2所示。圖1-2利用功率因數(shù)角計(jì)算電流有效值[22]電阻焊過(guò)程中動(dòng)態(tài)電阻的變化能反映焊接質(zhì)量[23]，動(dòng)態(tài)電阻的測(cè)量也一直是電阻焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Gong等[24]首先測(cè)量信號(hào)周期的功率因數(shù)，然后離線神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的方法來(lái)間接計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻。圖1-3動(dòng)態(tài)電阻信號(hào)濾波[25]Wang等[25]利用Hilbert變換計(jì)算了交流電阻焊過(guò)程的次級(jí)阻抗，阻抗表達(dá)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]汽車車身中頻電阻點(diǎn)焊過(guò)程穩(wěn)定性在線評(píng)價(jià)[D]. 夏裕俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]T（8）級(jí)起重用短環(huán)鏈編鏈與焊鏈技術(shù)研究[D]. 李浩.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015



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