论文总字数：18009字

摘 要

区别于传统的焊接电弧监控系统的监控方式，在如今数字化时代的背景下，实际的监控系统可以十分简便清晰的获取实时电弧图像，对于工业上实现焊接流程的自动化有着深远的意义。因此研究焊接电弧视觉监控及其控制系统就显得十分有必要。

本文进行的是基于控制系统的相关研究。首先采用的是Labview作为控制系统的开发平台。Labview是最近逐渐被人们重视并发掘出各种用途的热门编译平台，由于其上手轻松，图形化的编译过程更加贴近工程师等技术人员的工作环境，相比其他计算机编程语言有着先天的优势。

本文设计了一套基于Labview的焊接电弧视觉监控系统。通过串口配置（包含了串口资源的选定、串口波特率对应匹配、串口参数的调整等一系列配置工作）、数据采集实现焊接电弧图像的实时显示。本文主要从以下的方面介绍基于Labview的焊接电弧视觉监控系统的工作原理以及工作流程，还有一些组成系统结构的基本模块的设计。使用Labview对焊接电弧视觉监控系统的程序进行了编写，阐述了视觉监控模块、视觉存储模块、串口通信模块以及数字I/O控制模块四个模块的设计思路以及工作原理，用流程图对每个结构的核心控件和程序的工作思路进行了详细的设计说明。接下来重点从软件部分对弧焊电弧视觉监控系统进行了设计，对软件模块结构行了分析和介绍，使用框图结构介绍了程序的运行原理和工作流程。最后进行相关实验测试，实现了监控系统顺利运行，达到预期监控效果。

经过对该系统多次运行及调试，完成了基于Labview焊接电弧视觉监控系统的研究，实现了监控系统的实时监控，并证明了该系统的可行性，取得了优异的实验成果。

关键词：labview、监控系统、焊接电弧

Research on visual monitoring and control system of welding arc

Abstract

Different from the traditional monitoring mode of the welding arc monitoring system, in the digital era, the actual monitoring system is easily and clearly obtain real-time arc image, which has far-reaching significance for the automation of welding process in industry. Therefore, it is necessary to study the visual monitoring and control system of welding arc.

This paper was based on the control system related research. Firstly, the LabVIEW was used as the development platform of the control system. The LabVIEW was a popular compiler platform which had been paid more and more attention recently. Because of its ease of use, the graphical compilation process was more close to the working environment of engineers and other technical personnel, and had innate advantages compared with other computer programming languages.

This paper designed a visual monitoring system of welding arc based on LabVIEW. The real-time display of welding arc image was realized by serial port configuration (including serial port resource selection, serial port baud rate matching, serial port parameter adjustment, etc.) and data acquisition. This paper mainly introduced the working principle and workflow of the welding arc visual monitoring system based on LabVIEW from the following aspects, as well as the design of some basic modules of the system structure. The program of welding arc visual monitoring system is compiled by LabVIEW. The design ideas and working principles of four modules, visual monitoring module, visual memory module, serial communication module and digital I / O control module, are described. The working ideas of the core control and program of each structure are described in detail by flow chart. Next, the visual monitoring system of arc welding is designed from the software part, the software module structure is analyzed and introduced, and the operation principle and workflow of the program are introduced by using the block diagram structure. Finally, the related experiment tests are carried out to realize the smooth operation of the monitoring system and achieve the monitoring effect.

After running and debugging the system for many times, the research of welding arc visual monitoring system based on LabVIEW is completed, the real-time monitoring of the monitoring system is realized, and the feasibility of the system is proved, and excellent experimental results are achieved.

Key word: Labview,monitoring system, welding arc

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题的研究背景目的及意义 1

1.2课题相关研究国内外现状 2

1.3本文主要研究内容 7

第二章 焊接电弧视觉监控及其控制系统设计方案 8

2.1 引言 8

2.2焊接电弧视觉监控系统方案设计 8

2.3 视觉监控方案设计 8

2.4 视觉存储方案设计 9

2.5 串口通信方案设计 10

2.6 数字I/O控制方案设计 10

2.7 本章小结 11

第三章 Labview监控系统设计 12

3.1引言 12

3.2 系统结构 12

3.3视觉监控模块 12

3.4视觉存储模块 15

3.5 串口通信模块 16

3.6 数字I/O控制模块 18

3.7本章小结 19

第四章 焊接电弧监控系统测试与实验 20

4.1 引言 20

4.2 软件运行测试 20

4.3 视觉监控实验 21

4.4 视频存储实验 22

4.5 串口实验 23

4.6 I/O远程控制实验 25

4.7 本章小结 26

第五章 结论 28

第六章 经济性分析 29

参考文献 30

致谢 33

第一章 绪论

1.1课题的研究背景目的及意义

近几十年来，社会和经济建设在不停的飞速发展，于此同时不断的改革创新发生在焊接技术上。在生产过程中，对于焊接技术精确度和高率要求的不断提高，同时，焊接过程中存在着各种各样包括环境等危害人体健康的问题，在现代大规模的生产需求的情况下，传统手工焊接技术已经无法满足。所以，焊接技术的转型发生在各个国家中。所谓的焊接技术的自动化是指在原有的焊接技术上引入先进的传感系统、数控系统等高科技系统，取代人工检测、操作，实现无需人工操作的自动化焊接^[1-2]。在现代焊接技术中，焊接热源最常使用的就是电弧，通过对焊接电流和电弧电压的分析研究，了解它们的变化规律等，能够有利于提高焊接制造的智能化水平、焊缝成形和焊接接头质量，能够实现对焊接过程稳定性的评价和有效控制^[3-4]。

在自动化发展的过程中，虚拟仪器技术应运而生，其仪器构成元素比较，如图1-1所示。虚拟仪器（Virtual Instrumentation,VI）与传统仪器非常的不同，它不用受厂商的限制，允许用户自定义仪器的功能来满足自己的需求。因此，通过虚拟仪器，用户能更好的组建测试系统^[5]。软件、I/O硬件和集成的软硬件平台是虚拟仪器主要的三个组成部分。虚拟仪器在性能和扩展空间方面明显优于传统仪器，更灵活的组装以及更低的软硬件开发和维护费用，同时虚拟仪器的操作界面更为简洁，便于用户上手^[6]。这现阶段的发展趋势下，虚拟仪器技术的开发和使用收到了世界的广泛关注。

请支付后下载全文，论文总字数：18009字