1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会和经济的高速发展，焊接技术已成为现代制造业最重要的工艺技术之一，其在我国现代化建设的道路上起着极为重要的作用。而我国目前普遍使用着传统焊接技术，靠焊接工人和半自动CO2焊接设备施工，人工焊接方式容易受到疲劳等各种因素的影响，难以长时间保持焊接的质量和效率，且焊接的工作条件也比较恶劣，从事手工焊接的工人数量在不断减少，熟练的技术工人也出现了严重不足，由此可见，传统的手工焊接已经不能满足现代化建设中日益增长的对于焊接质量和速率的要求，因此焊接小车这种自动化设备急需快速发展以满足越来越多的生产需求。

我国的自动化焊接起步较晚，2000年时我国焊接生产的自动化和机械化程度只有30%，而欧美等发达国家焊接的自动化比率已经达到65%以上，最近几年我国的焊接工艺自动化程度也在飞速发展。随着中国人口红利的逐渐消失以及国内工业产业从追求规模和速度向追求质量和效率方向转型进而实现产业整体升级的的大方向，管道焊接从以焊条电弧焊为主转向以自动焊为主已经是必然的趋势。例如中国长输管道全自动焊接技术是由一整套装备、焊接工艺及全自动超声检测组成的一个相互结合体，只有三方面的完美配合才能发挥出其高效的优势。管道焊接从焊条电弧焊为主转向以自动焊为主已经是必然的趋势。

而焊接小车方面，国外的自动焊接小车针对性强，轻便灵活，但是无法实现全位置的焊接。国外的焊接小车按照焊接位置可分为：立角焊接小车，轨道焊接小车。立角焊接小车主要用于角接接头形式的焊接，在焊枪处安装感应设备，可以确保焊枪摆动的准确性；同时装有磁性吸附离合器，有利于垂直角焊缝的焊接。轨道式焊接小车主要用于对接或搭接等接头形式的焊接，采用软轨道时可对曲面焊缝进行焊接，它定位准确，大大提高了焊接质量；轨道采用磁铁开关，这样便于轨道拆装。而目前国内焊接小车以全位置的焊接小车为主，可以配置软轨道、硬轨道。全位置焊接小车不仅能满足平面焊接，也能满足曲面的各种焊接要求。既能满足平面的对焊和角焊，又能满足曲面的对焊和角焊，并且电弧燃烧稳定，焊接尺寸精确，大大提高焊接质量，同时解决了焊工紧缺的问题。

2. 研究的基本内容与方案

设计的自动焊接小车由检测系统、控制系统和执行机构三大部分组成，构成一个闭环反馈系统。系统的程序设计采用vhdl语言，使用altera公司的eda开发软件quartusⅡ进行设计。仿真则使用modelsim进行

检测系统使用数字陀螺仪采集焊接姿态数据，mpu6050数字陀螺仪提供iic接口作为传感器的数据输出接口。

控制系统是整个设计的核心，整个系统由发送端（智能小车部分）和接收端（控制台：控制和显示部分）组成，控制台通过wifi信号连接到发送端（智能小车部分）的wifi无线视频模块。无线视频模块是一个将usb摄像头采集的视频实时回传到接收端的嵌入式服务器。它同时运行无线转串口进程可以将接收端发送的tcp数据流与串口数据双向转发，实现发送端和接收端的双向通信。

3. 研究计划与安排

1-4周，查资料完成开题报告，学习相关软件quartus Ⅱ和modelsim的基本用法；

5-8周，自学fpga相关知识和vhdl语言，懂得设计相应程序，并弄懂焊接小车设计的整体模块构成和控制系统、无线视频模块、电机驱动电路等重要模块的原理；

9-13周，完成各部分系统的程序设计，并完成仿真，写出毕业论文的大纲；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] chen y w，nakao z，fang x，et al.a parallel genetic algorithmfor image restoration[c].proceedings of icpr’96.ieee:694-698.

[2]车平, 李军平, 邹勇等. 港珠澳大桥组合梁钢主梁机器人自动焊试验及应用[j]. 焊接, 2017, (10):59-63.

[3]李永峰, 王光璨. 焊接小车的应用和发展前景概论[j]. 科学与信息化, 2019, (3):112.