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本書內容簡介：管道焊接是一種集計算機、自動控制、信息處理、機械和電氣為一體的復雜材料成形加工工藝過程，主要完成各種管道的現場安裝和焊接管焊接等生產任務。由于所焊接的管材、尺寸和位置等不同，焊接中電弧運動的實際位置會不斷變化，因此要求焊接設備能夠實時檢測出焊縫的偏差和熔透情況，并調整焊接路徑和焊接參數。對于這種復雜的控制過程，本書主要介紹管道焊接研究現狀；焊接質量控制信息傳感技術，包括焊縫圖像處理方法、焊接過程控制信息語音提示技術和MIG焊電弧聲傳感技術；管道焊接過程控制硬、軟件系統設計，包括管道焊接過程控制系統設計、電弧強干擾下的計算機多機通信設計、管道全位置TLG焊系統抗干擾設計、管道焊接過程控制系統軟件設計原則、管道焊接機計算機操作平臺和各執行單元計算機程序模塊；焊接管溫度場和應力場數值模擬，為焊接管焊接后的彎曲、擴管和卷邊成形等冷加工工藝提供參考數據，為焊接管規範參數優化選擇提供依據；詳細闡述了管道焊接工藝技術，包括管道焊接小電流自動接觸引弧工藝，管道焊接弧長調節控制，厚壁管焊接側壁熔透工藝，基於視覺管道焊縫跟蹤偏差控制，基於電弧聲傳感管道焊接質量控制和海上樁管自動焊接機應用。
本書是作者和他的合作者多年關於管道焊接方面科研成果的總結，實用性和工程性較強，可為從事管道焊接質量控制工程技術人員提供技術支持，也可供從事材料成形過程控制或工業控制領域機電一體化工程技術人員參考。
本書是作者和他的合作者多年關於管道焊接方面科研成果的總結，實用性和工程性較強，可為從事管道焊接質量控制工程技術人員提供技術支持，也可供從事材料成形過程控制或工業控制領域機電一體化工程技術人員參考。
作者簡介
劉立君，男，博士，教授，1968年7月出生；主要從事管道焊接過程智能化和模具修復再造技術的研究工作，主持和參加國家、省、部和市級項目共30余項；以排名第一獲省部級科研、教學成果獎3項，市級科研、教學成果獎4項；發表論文80余篇，EI檢索30余篇，編著6部。 1996年開始為哈爾濱建新焊接設備廠開發哈爾濱市經委重大科技攻關項目“厚壁管全位置焊接操作機”中的“厚壁管窄間隙全位置焊熔透智能控制系統”，其中雙向焊接技術達到國際領先水平：2000年開始在省、市科技項目支持下，對管道全位置焊接機圖像跟蹤系統、示教系統和測控軟件系統進行開發，并在國家科技部中小企業技術創新基金項目“管道全位置自動焊接操作機”、海洋固定平臺樁管自動焊接、油田輸油管道自動焊接和電站鍋爐管道自動焊接等項目和工程中應用，取得一定的經濟效益；特別是“管道焊接過程智能控制技術開發與應用”項目曾獲黑龍江省高校科學技術二等獎，黑龍江省機械工業科學技術二等獎，黑龍江省科學技術進步三等獎。
目次
第1章 管道焊接研究現狀
1.1 管道焊接應用研究現狀
1.2 焊接過程熔透狀態監控研究現狀
1.3 探索管道焊接質量及其視覺和聽覺傳感信息的意義
第2章 焊接質量控制信息傳感技術
2.1 焊縫圖像處理方法
2.1.1 圖像處理的一般算法
2.1.2 焊縫圖像處理軟件的開發
2.1.3 焊縫圖像處理實例
2.2 焊接過程控制信息語音提示技術
2.2.1 焊接過程控制信息語音提示意義
2.2.2 語音提示在管道焊接機中的應用
2.2.3 焊接過程語音卡硬件設計
2.2.4 焊接過程語音卡軟件設計
2.2.5 語音合成模塊
2.2.6 工作模塊
2.2.7 預演模塊
2.3 MRG焊電弧聲傳感技術
2.3.1 MRG焊電弧聲產生機理研究
2.3.2 MIG焊電弧聲信號與熔透狀態相關性研究
2.3.3 MIG焊電弧聲信號特徵提取與選擇
2.3.4 MIG焊神經網絡熔透狀態辨識建模
第3章 管道焊接過程控制硬件系統設計
3.1 管道焊接過程控制系統設計
3.1.1 管道焊接過程控制系統設計步驟
3.1.2 管道焊接過程控制系統總體設計
3.1.3 上位機計算機控制系統
3.1.4 從機通用控制單元設計
3.1.5 手控盒的設計
3.1.6 基於圖像傳感二維跟蹤控制系統
3.1.7 管道焊接機電動機驅動電路設計
3.2 電弧強干擾下的計算機多機通信設計
3.2.1 通信任務分析
3.2.2 通信網絡的硬件組成
3.2.3 通信協議設計
3.2.4 串行通信軟件設計
3.3 管道全位置TIG焊系統抗干擾設計
3.3.1 設計抗干擾電路
3.3.2 抑制干擾源
3.3.3 削弱耦合通道
3.3.4 采用屏蔽雙絞線
3.3.5 合理布線
第4章 管道焊接過程控制軟件系統設計
4.1 管道焊接過程控制系統軟件設計原則
4.1.1 控制系統軟件設計一般原則
4.1.2 系統工程方法軟件設計原則
4.2 管道焊接機計算機操作平臺
4.2.1 管道焊接機主控計算機操作平臺
4.2.2 管道焊接數據庫操作平臺
4.2.3 管道焊接故障自診斷操作平臺
4.2.4 管道設備調試軟件操作平臺
4.2.5 管道焊接示教再現操作平臺
4.2.6 管道焊接實時控制操作平臺
4.2.7 焊前調整操作平臺
4.2.8 管道焊接工藝測試操作平臺
4.3 各執行單元計算機程序模塊
4.3.1 鎢極和橫向擺動控制模塊
4.3.2 弧長和焊接電源控制模塊
4.3.3 爬行驅動控制模塊
4.3.4 雙向送絲控制模塊
4.3.5 焊接輔助和故障診斷控制模塊
第5章 焊接管溫度場和應力場數值模擬
第6章 管道焊接工藝技術
參考文獻
1.1 管道焊接應用研究現狀
1.2 焊接過程熔透狀態監控研究現狀
1.3 探索管道焊接質量及其視覺和聽覺傳感信息的意義
第2章 焊接質量控制信息傳感技術
2.1 焊縫圖像處理方法
2.1.1 圖像處理的一般算法
2.1.2 焊縫圖像處理軟件的開發
2.1.3 焊縫圖像處理實例
2.2 焊接過程控制信息語音提示技術
2.2.1 焊接過程控制信息語音提示意義
2.2.2 語音提示在管道焊接機中的應用
2.2.3 焊接過程語音卡硬件設計
2.2.4 焊接過程語音卡軟件設計
2.2.5 語音合成模塊
2.2.6 工作模塊
2.2.7 預演模塊
2.3 MRG焊電弧聲傳感技術
2.3.1 MRG焊電弧聲產生機理研究
2.3.2 MIG焊電弧聲信號與熔透狀態相關性研究
2.3.3 MIG焊電弧聲信號特徵提取與選擇
2.3.4 MIG焊神經網絡熔透狀態辨識建模
第3章 管道焊接過程控制硬件系統設計
3.1 管道焊接過程控制系統設計
3.1.1 管道焊接過程控制系統設計步驟
3.1.2 管道焊接過程控制系統總體設計
3.1.3 上位機計算機控制系統
3.1.4 從機通用控制單元設計
3.1.5 手控盒的設計
3.1.6 基於圖像傳感二維跟蹤控制系統
3.1.7 管道焊接機電動機驅動電路設計
3.2 電弧強干擾下的計算機多機通信設計
3.2.1 通信任務分析
3.2.2 通信網絡的硬件組成
3.2.3 通信協議設計
3.2.4 串行通信軟件設計
3.3 管道全位置TIG焊系統抗干擾設計
3.3.1 設計抗干擾電路
3.3.2 抑制干擾源
3.3.3 削弱耦合通道
3.3.4 采用屏蔽雙絞線
3.3.5 合理布線
第4章 管道焊接過程控制軟件系統設計
4.1 管道焊接過程控制系統軟件設計原則
4.1.1 控制系統軟件設計一般原則
4.1.2 系統工程方法軟件設計原則
4.2 管道焊接機計算機操作平臺
4.2.1 管道焊接機主控計算機操作平臺
4.2.2 管道焊接數據庫操作平臺
4.2.3 管道焊接故障自診斷操作平臺
4.2.4 管道設備調試軟件操作平臺
4.2.5 管道焊接示教再現操作平臺
4.2.6 管道焊接實時控制操作平臺
4.2.7 焊前調整操作平臺
4.2.8 管道焊接工藝測試操作平臺
4.3 各執行單元計算機程序模塊
4.3.1 鎢極和橫向擺動控制模塊
4.3.2 弧長和焊接電源控制模塊
4.3.3 爬行驅動控制模塊
4.3.4 雙向送絲控制模塊
4.3.5 焊接輔助和故障診斷控制模塊
第5章 焊接管溫度場和應力場數值模擬
第6章 管道焊接工藝技術
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