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1、螺旋埋弧焊管焊縫形狀計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究大型鑄鍛件螺旋埋弧焊管焊縫形狀計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究邢曉燕辛希賢張新燕(西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,陜西710065)摘要:介紹了螺旋埋弧焊過程中焊縫幾何形狀計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)方法,并對預(yù)測焊接工藝參數(shù)的專家系統(tǒng)進(jìn)行了測試.基于VB語言設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主程序能實(shí)現(xiàn)焊縫形狀采集,圖像處理,焊縫形狀曲線繪制等功能.關(guān)鍵詞:螺旋埋弧焊;焊縫幾何形狀;逆向思維;專家系統(tǒng)中圖分類號:TG445文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ATheResearchoftheComputerControlSystemfortheWeldsGeometryofWeldedTubebv
2、SSAWXingXiaoyan,XinXixian,ZhangXinyanAbstract:ThisarticlehasdescribedthehardwaredesignofthecomputercontrolsystemfortheweldsgeometryduringtheprocessofSSAWaswellasitssoftwaredevelopment.Meanwhiletheartificialneuralnetworkforthepredie-tedweldingparametershasbeentested.Basedonthesystemmainprogramdes
3、ignedwithVBlanguage,thefunctionssuchastheweldsgeometryacquisition,theprocessoftheimageandthecurveplottingoftheweldsprofileCanreal-ized.Keywords:SSAW;weldsgeometry;conversethinking;artificialneuralnetwork焊縫形狀是焊接質(zhì)量,焊接工藝參數(shù)合理性及焊接參數(shù)控制穩(wěn)定性的直接反映.目前研究焊縫形狀的成形問題的理論方法多采用正向思維法,即利用正交試驗(yàn)的方法,探討,確定,回歸各關(guān)鍵工藝參數(shù)與焊縫形狀
4、描述參數(shù)如熔深,熔寬,余高等之間的關(guān)系,利用該關(guān)系指導(dǎo)工業(yè)性試驗(yàn),達(dá)到改善焊縫形狀的目的.由于影響焊縫形狀的因素很多,只確定幾個(gè)關(guān)鍵因素是不能完全控制焊縫形狀的.因此,筆者基于逆向思維法,提出建立焊縫形狀的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),這對于優(yōu)化焊接參數(shù),改善焊縫形狀具有較重要的理論意義和實(shí)際使用價(jià)值.l逆向思維所謂逆向思維法,即在思考路線上先從結(jié)果進(jìn)行分析研究,最終找出改善焊縫形狀的有效途徑.本文基于這種逆向思維法,把計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和專家系統(tǒng)應(yīng)用于焊縫形狀控制系統(tǒng)的開發(fā),采用visualbasic作為開發(fā)工具.該系統(tǒng)提供收稿日期:2005—09—19作者簡介:邢曉燕(1979一),女,西安石油
5、大學(xué)碩士生,研究方向?yàn)楣懿某尚凸に嚰捌湫阅芸刂?了友好的人機(jī)界面,具有完備的焊縫形狀的采集,圖像處理,焊縫形狀參數(shù)測量功能,可以完成焊縫形狀的數(shù)學(xué)模型的建立,焊縫形狀曲線繪制,局部曲線放大等操作.此外,還建立了焊接參數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,以及可滿足對相關(guān)資料的檢索及焊接工藝參數(shù)預(yù)測的專家系統(tǒng).2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)的總體模型如圖l所示.該系統(tǒng)有如下特點(diǎn):(1)側(cè)重于應(yīng)用本系統(tǒng)從焊接現(xiàn)場采集焊縫式樣,經(jīng)過圖像處理可以建立數(shù)學(xué)模型,同時(shí)測量焊縫的質(zhì)量參數(shù)和利用專家系統(tǒng)預(yù)測焊接工藝參數(shù),用來制定優(yōu)化焊接工藝,從而指導(dǎo)焊接生產(chǎn).整個(gè)過程面向應(yīng)用,形成試驗(yàn)——理論研究——生產(chǎn)應(yīng)用——試驗(yàn)的閉合回路.
6、(2)具有開放式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中建立數(shù)學(xué)模型部分含有多種曲線方程,可根據(jù)需要不斷添加到程序中,以便能處理更多形狀的焊縫.2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)32005年第4期(總110期)L………………………………一一一軟件系統(tǒng)圖1系統(tǒng)總體模型Figure.1Thegeneralmoldofthesystem系統(tǒng)的硬件部分由焊接設(shè)備,掃描儀組成.焊接設(shè)備是焊接試樣的提供者,掃描儀可以迅速地將圖形或圖像輸入到計(jì)算機(jī)中.掃描前先預(yù)覽待掃描的區(qū)域,并調(diào)整好亮度,對比度及掃描縮放比例等.本系統(tǒng)選用256級灰度或彩色模式掃描獲得的掃描圖像較理想.2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件部分包括五大模塊:焊接數(shù)據(jù)采集模塊,焊縫形狀圖像
7、處理模塊,焊縫形貌評價(jià)模塊,焊接基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫模塊,預(yù)測焊接工藝參數(shù)專家系統(tǒng)模塊.焊接數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是將焊縫試樣的基本參數(shù),焊縫試樣掃描圖像存儲到微機(jī)硬盤中.在程序運(yùn)行過程中,該模塊為專家系統(tǒng)提供了反映系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的事實(shí)數(shù)據(jù)的"場所",能反映系統(tǒng)要處理問題的主要狀態(tài)和特征,是系統(tǒng)的操作對象.焊縫形狀圖像處理模塊主要完成計(jì)算機(jī)圖像輸入,圖像處理,曲線擬合及擬合效果評價(jià),建立焊縫形狀數(shù)學(xué)模型.焊接時(shí),焊縫的截面輪廓形狀是一條曲線,僅用焊縫的寬度
