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1、 湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目： 学 院： 兴湘学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 年05月20日 l湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书设计（论文）题目： 焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计 学 号： 姓名 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求： 1、检索国外焊缝跟踪光电传感器控制系统的发展动态，分析国内的现状； 2、分析焊缝跟踪光电传感器控制系统设计的关键技术问题； 3、完成焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计的一体化设计； 4、完成焊缝跟踪光电传感器控制系统设计； 5、完成焊缝跟踪光电传感器控制
2、系统的设计中硬件设计； 6、完成焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计中软件设计； 7、完成毕业论文的文稿工作，要求：总字数不低于一万字，使用A4编辑及打印装订成册； 8、技术图纸：控制系统原理图1张（0号）、控制系统程序流程图1张（0号）、电动机结构原理图1张（1号）； 9、翻译英文技术资料：翻译国焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计的（或相关课题）开发及设计的英文资料。要求：3000单词，复印原稿与翻译(打印)稿同册装订。 二、重点设计的问题： 1、 焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计方案选择设计； 2、 焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计软件设计； 3、 焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计中外围设备硬件
3、的设计。 三、进度安排 各阶段完成的内容起止时间1资料检索、查询2011年2月20 日 3月5 日2系统总体方案构思及设计2011年3月6日 3月20日3完成焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计方案选择设计2011年3月 21日 4月10日4完成焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计硬件设计； 2011年4月11日 4月25日5完成焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计软件的设计2011年4月26日 5月10日6毕业设计论文撰写和编辑2011年5月11日 5月19日7交毕业设计说明书和图纸，答辩准备2011年5月 20 日 5月 25 日四、应收集的资料及主要参考文献1贾剑平，张华，徐建宁.电弧传感器的设计现
4、状与展望J.焊接.2005（11）北京 2左士强，.焊缝自动跟踪技术的发展和系统基本结构J.煤矿现代化，2008,84(3)北京 3姚河清,.一种基于DSP的焊缝跟踪模糊控制器系统的设计J.仪器仪表用户.2004(6)北京 4康丽，焊缝跟踪系统及焊接过程智能控制技术的设计J.山西科技，2008(3)：北京 5叶建雄，张华，谢剑锋，神经网络在焊缝跟踪中的应用设计J，焊接技术，No(2)(2006)北京。 6丁度坤，BP神经网络在焊缝位置识别中的应用，焊缝技术，No(3)(2007).北京。 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 焊
5、缝跟踪光电传感器控制系统的设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备设计方案的设计能力、设计方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是
6、否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 2011年5月 日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学 号： 姓名： 专 业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 56 页 图 表 3 张论文（设计）题目： 焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计 内容提要：该题目主要是解决现有的控制系统结构和运算复杂等问题。由于采用了多重比较和译码的方式，降低了焊炬的高度和人工白色标志带精度对焊缝自动跟踪控制系统精度的影响，使计算过程和电路结构极大简化。系统主要用于自动角焊机，在一定范围内进行焊缝水平跟踪，实现焊缝自动跟踪，用于焊接机器人智
7、能焊缝跟踪。焊缝跟踪作为一门综合性应用技术，具有多学科交叉融合的特点，包括电子技术，计算机焊接，焊接，结构，流体，光学，电磁等学科，国内外众多研究工作者投入到这一领域进行研究，从事教型焊接机器人到程序控制焊接系统，再到移动式自动焊接跟踪技术，焊接自动化的每一次进步都显著提高了生产效率。传感器是焊缝自动跟踪系统的关键部分。其作用是精确检测出焊缝的位置和形状信息比较化为电信号。控制系统才能对信号进行处理，并根据检测结果控制自动调节机构调整焊枪位置，从而实现焊缝跟踪。因此为了适应以上要求，本课题将对弧焊机器人光电传感器式智能焊缝跟踪系统进行设计，与其它系统相比较，从理论上它具有以下几个方面的优点，光
8、电传感器跟踪精度高，控制系统多重选择，系统经过理论分析，在大范围内采用PID控制，在小范围内则转化成模糊控制，两者的转化由微机程序根据事先给定的误差范围自动选择切换，相关的焊接实验与仿真表明，光电传感器式焊缝自动跟踪系统总体上达到了设计要求，具有深入开发的潜力。指导教师评语指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日l基于光电传感器的智能焊缝跟踪系统的设计摘要焊接自动化具有提高生产效率，优化产品质量和改善劳动条件等优点，能够大力促进制造业经济的发展，而焊缝跟踪技术是实现焊接自动化的必要技术，因此，发展焊缝跟踪技术具有重要意义。本文设计
9、的光电传感器式焊缝自动跟踪系统有三个主要部分组成，即光电传感器，控制系统和执行机构三个主要部分。控制系统是基于MSC-51的单片机系统，跟踪执行机构系统由焊接小车和双十字滑架组成。对于常态表面状态和打磨表面状态下的工件，系统针对性地采用两种不同的信号采集和处理方法：对于表面常态下的工件，采用了加权比较的信号处理方法；对于表面打磨的工件，采用了另一种信号处理方法信号差值比较的方法。因此，这两种方法的综合使用可以有效地提高传感器的准确性和适应性。在分析前人实验经验的基础上，本系统的执行机构采用的是小车配合双十字滑架的模式。系统经过理论分析，建立了相应的数学模型，并在此基础上设计了符合系统要求的模糊
10、-PID控制系统。模糊-PID控制系统采用开关切换控制的方式，在大误差范围内采用PID控制，在小误差范围内则转换成模糊控制，两者的转换由微机程序根据事先给定的误差范围自动选择切换。仿真设计表明，该模型不仅简单可靠，而且跟踪精度高。相关的焊接实验与仿真表明，光电传感器式焊缝自动跟踪系统总体上达到了设计要求，具有深入开发的潜力。关键词：光电传感器；焊缝跟踪；单片机；模糊-PID控制lAbstractWelding Automation has the advantages of increasing production efficiency,optimizing products quality
11、 and improving working conditions,etc.So it canvigorously promote the economic development of the manufacturing.Thedevelopment of the seam tracking technology which is a necessary for the weldingautomation technology has a great significance.In this paper,Seam Tracking System Based on Photoelectric Sensor has threemain components,namely,Photoelectric Sensor,a sub-system of control and theexecutive machine.The whole control system is cons
