摘要：在经济与工业快速发展的背景下，焊接机器人更加智能、自动化，机器人在工业和科研上的应用更为广泛。本试验为更加方便进行焊接的参数采集研究，设计出更加便捷的采集装置来代替以往复杂的仪器设备。在试验过程中设计了并制作多参数采集装置，集合等离子焊接过程中的电压电流、视觉传感以及温度采集等多信号监控的采集装置。同时基于LabVIEW设计多信号采集程序框图，建立试验设计模型并设计制作电路。利用制作的采集装置通过改变离子气流量与焊枪高度来获得多组焊接数据，从数据中可以看出离子气流量和焊枪高度与电压呈一定线性关系，进而得出采集装置的可使用性与稳定性。

关键字  等离子焊接 信号监控 采集装置

毕业设计说明书外文摘要

Title    Development of multi parameter acquisition device in plasma welding process          

Abstract：In the context of rapid economic and industrial development, welding robots are more intelligent and automated, and robots are widely used in industry and scientific research. This experiment is more convenient for welding parameter acquisition research, and design a more convenient collection device to replace the past complex instruments and equipment. In the course of the test, a multi parameter acquisition device is designed and fabricated, which collects the voltage, current, vision sensing and temperature collection signals in the plasma welding process. At the same time, the block diagram of the multi signal acquisition program is designed based on LabVIEW. The experimental design model is established and the circuit is designed. Making use of acquisition device to obtain multiple welding data by changing the plasma gas flow and welding torch height, can be seen from the data that is linearly related to plasma gas flow and welding torch height and voltage, and then draw the acquisition device of accessibility and stability.

Keywords  Plasma welding；Signal monitoring；Collecting device

目  次

1  绪论 1

1.1  引言 1

1.2  焊接过程传感研究现状 1

1.3  本文的研究意义及内容 5

2  采集装置硬件的装配设计 6

2.1  采集装置硬件介绍 6

2.2  采集装置的装配 10

3  基于LabVIEW的电流电压采集系统设计 14

3.1  LabVIEW软件介绍 14

3.2  LabVIEW工作原理 14

3.3  数据采集程序框图 15

4  焊接过程采集装置测试试验 18

结 论 21

致 谢 22

参 考 文 献 23

1  绪论

1.1  引言

在经济与工业快速发展的背景下，焊接机器人更加智能、自动化，机器人在工业和科研上的应用更为广泛，在近现代，通过信息流、材料流、控制流与计算机科学的相互结合发展，焊接领域正从传统手工加工朝现代科学加工变革。现代焊接形式主要为通过模拟前期焊工的焊接操作，利用计算机建模，设计相关程序，进而实现直接操纵智能化机器人进行焊接工作的进行。近几十年，关于焊接的研究热点集中于如何更好操纵智能化机器人实现焊接工作的全自动化 [1-6]。根据焊接机器人近年研究现状，关于此方面的研究方向主要分为三个方向：第一、对自动熔化极机器人基本理论和加工方法进行熟悉和掌握；第二、在焊接过程中，对等离子焊接过程的温度、电光与视觉信号进行同步采集，实现多信号与多参量的共同采集和监测，同时分析并处理所采集的信号信息；第三、制作可实现多信号采集的软件系统，在焊接过程中，建立多信号智能监控设施。现代关于焊接领域的突破主要是针对智能化机器人模拟技术，研究机器人自动化焊接 [7]。焊接过程受多方面因素的影响，导致焊接质量有所不同，影响因素主要为周边环境、装配工艺及材料等，因焊接过程的不稳定性，导致现代焊接机器人的大批量使用受到限制，且经由焊接机器人生产的产品较难达到工艺要求。要克服外界众多因素干扰，为焊接机器人设计智能化传感技术是解决方法之一，比如使用光信号传感技术，可辨别焊接时的周边环境，从而根据环境变化自动调整，纠正焊接路线偏差，进行自动化监测与控制等。目前关于弧焊机器人研究的难点集中于：在焊接过程中，对机器人的智能与知识进行计算机建模；弧焊过程多信息的获取，如焊接熔池图像信息、电流、电压以及光谱信息等；对机器人动态模拟及实现智能化控制；研发可实行全位置焊接机器人等。考虑到电弧焊工艺应用较广泛和操作的复杂，本文主要研究控制电弧焊智能化焊接过程中多参数采集装置，也参考了其他焊接加工方法的参数采集系统 [8-10]。