1. 研究目的与意义及国内外研究现状

1、课题研究背景和意义

当今世界，随着能源结构的调整，能源从主要的煤逐步转向石油和天然气，这也促进了长输管道的运用和发展。长输管道输送介质一般为石油和天然气，其压力一般不超过lompa，长输管道在大型石油天然气行业中，由于采用高压和高密度输送，所以经济效益可观。

长输管道的特点是超长输送，以及市郊、野外等敷设环境复杂，所以长输管道的预制、安装、焊接等都形成了比较独特的工艺川。因为管道铺设主要依靠焊接完成，所以焊接质量的好坏直接影响到工程质量的好坏，关系到管道的使用寿命，施工的关键。管子焊接时，传统的管道焊接，一般采用焊条电弧焊，通过手工焊接完成，焊接时，对于大口径管道焊工人数可达四人，焊接速度较慢，焊接质量相对低，焊接成本高。所以研究全位置自动焊接的控制系统是非常有必要的。

全位置自动焊接技术作为一项新工艺，对于大口径、高压力管道，它通过轨道定位技术，加上人工宏观调控，让焊机按照预先设定，自动完成管道焊接任务。与普通的手工焊接相比，全位置自动焊不仅速度快、质量好，而且效率高、焊缝外观成型美观，减轻了工人的劳动强度，因此得到广泛的推广和应用。

2. 研究的基本内容

本课题是对全位置自动焊接控制系统的研究，主要设计全位置自动焊机的控制系统。

首先，本课题提出高效率、高质量的焊接控制系统的方案，并结合资料实现对本课题的研究目的、意义、基本思路、主要技术指标以及作品的科学性先进性等等的详细分析和描述。

在这方案的基础上，结合实际需求，采用PC、80C196MC单片机、直流私服电机、串行通讯接口设计开发一套能控制焊接小车行走和摆动器联动的半实物仿真系统。

最后，综合以上内容，进行软硬件的开发、调试与集成，最大程度上实现全位置自动焊接的理念，并撰写毕业论文。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

一、实行方案

自动焊接装置的控制系统为微机控制系统，实现行走小车和摆动器的联动控制，配套焊接电源，实现摆动焊接系统，完成参数的设置、显示和程序控制等功能。控制系统主要由pc机和主控制箱组成，pc机可实现焊接模式、焊接程序、焊接参数的控制。焊接小车的自动行走由一台直流伺服电机控制，焊枪的摆动由另一台直流伺服电机实现。

pc机与控制芯片通过串口连接，为单片机提供焊接参数:在焊接的过程中，位置传感器、电压传感器、电流传感器将采集的数据通过信号处理，变为数字信号，反馈给单片机。单片机一方面将反馈的数据通过lcd显示出来，使操作者了解当前的焊接状态，另一方而，对反馈的数据进行处理，调整焊接的电流和电压，通过输出接口电路，对直流电机、弧焊电源进行再控制。

以上为自动焊接控制系统的工作原理，我将以此来建立系统模型，利用单片机来实现pc机与小车的直流私服电机之间的关联与调控，编写程序来完成对数据的信号处理。并利用matlab仿真对系统进行实验来达到预期目的。

4. 参考文献

[1]徐强、解云龙 《机械系统的微机控制》

[2]王晓明 《电机的微机控制》

[3]冯建华、赵亮 《单片机应用系统设计与产品开发》

[4]林承瑞 《单片机应用系统实用硬件抗干扰措施》