Информационно-измерительная система для испытательного стенда обучения операторов-сварщиков ручной дуговой сварки

• Автор: Ишигов, Игорь Олегович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ И МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ-СВАРЩИКОВ
1.1 Процесс ручной дуговой сварки
1.2 Система подготовки и обучения операторов-сварщиков РДС
1.2.1 Обучение наплавке в нижнем положении пластин
1.2.2 Техника сварки в нижнем положении
1.2.3 Основные упражнения при начальном обучении
1.2.4 Недостатки системы обучения операторов-сварщиков РДС
1.3 Тренажерные технологии
1.3.1 Обзор компьютерных тренажерных технологий
1.3.2 Классификация тренажеров для профессиональной подготовки операторов-сварщиков
1.3.3 Основные задачи, возлагаемые на тренажер для обучения оператора РДС
1.3.4 Основные виды деятельности оператора-сварщика РДС при управлении реальным объектом
1.3.5 Предпосылки применения тренажера сварщиков, платформой которых является информационно-измерительная система для испытательного стенда обучения
1.4 Обучающие системы, применяемые для подготовки сварщиков РДС
1.5 Качество сварных соединений и методы контроля
1.6 Цели и задачи работы
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РДС
2.1. Моделирование взаимодействия оператора с процессом РДС
2.2 Моделирование оператора РДС как элемента системы слежения
2.3 Математическая модель расчета координат отражателей УКС и конца
электрода
2.4 Расчет углов наклона рамки устройства координатного слежения... 48 Выводы главе
3 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА ОБУЧЕНИЯ ОПЕРАТОРОВ-СВАРЩИКОВ РДС
3.1 Математическая модель плавления виртуального электрода

3.2 Математическая тепловая модель
3.3 Расчет скоростей виртуального процесса сварки
3.4 Структура информационно-измерительной системы для испытательного стенда обучения сварщиков ручной дуговой сварки
3.5 Механизм имитатора плавления электрода
3.6 Выбор среды и языка программирования
3.7 Выбор графической библиотеки
3.8 Разработка программного обеспечения
3.9 Программная реализация расчетов в пакете МАТЬАВ
3.9.1 Расчет основных параметров процесса
3.9.2 Применение МАТЪАВ при расчётах по тепловой модели
3.10 Информационно-измерительная система регистрации основных параметров процесса
3.11 Программная реализация информационно-измерительной системы для регистрации основных параметров процесса в среде ЬаЬУ1ЕУ
Выводы к главе
4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА КООРДИНАТНОГО СЛЕЖЕНИЯ
4.1 Оценка точности УКС при использовании ЭСИ
4.2 Разработка методики метрологического анализа УКС
Выводы к главе
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ ВИРТУАЛЬНОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ РЕАЛЬНОМУ
5.1 Определение степени важности контролируемых параметров процесса на эксперименте
5.2 Экспериментальное определение основных реальных параметров процесса РДС
5.3 Экспериментальное определение моделируемых параметров виртуального процесса сварки
5.4 Проверка адекватности математической модели
5.5 Экспериментальная проверка методики обучения на тренажере
Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

ВВЕДЕНИЕ
Безопасность эксплуатации предприятий энергетики во многом зависит от качества сварных соединений, использованных при их монтаже. Одним из основных путей решения проблемы и удовлетворения компромиссных требований по качеству и производительности является повышение эффективности управления технологическими процессами. В работах Патона Б.Е., Гладкова Э.А., Акулова А.И., Чернова A.B., Кривина В.В., [1-6] построена концепция повышения качества и надежности сварных швов за счет автоматизации сварочного процесса. Однако, несмотря на широкое распространение в промышленности различных видов автоматической и полуавтоматической сварки, ручная дуговая сварка (РДС) до сих пор не потеряла своей актуальности, поскольку некоторые виды сварочных работ можно выполнить только с использованием РДС. Этот вид сварки отличается мобильностью, дешевизной и сравнительно небольшой массой сварочного оборудования.
Анализ повреждаемости сварных соединений в процессе изготовления и монтажа показывает, что наиболее дефектонесущим является именно процесс РДС [5, 7]. Это объясняется сложной физической природой процесса, отсутствием обратной связи по показателям качества и др. Кроме того, к наиболее сложному виду операторской деятельности в сварке плавлением относится процесс РДС, где до 70-80% брака возникает при неэффективном управлении процессом вследствие низкой квалификации сварщиков.
Это приводит к концепции повышения качества сварных соединений, полученных при РДС, за счет увеличения стабильности свойств технологических компонентов процесса, где одним из основных является оператор-сварщик. Происходит это путем качественного обучения, а также надежного и объективного контроля сварщиков на этапе обучения.
В настоящее время в сварочном производстве осуществляется нормативное управление качеством сварных соединений. Множество

производства. Для достижения поставленной цели необходимо решить
следующие основные задачи:
1. проведение анализа процесса РДС и методики обучения операторов-сварщиков РДС;
2. разработка интерактивной визуальной модели процесса РДС;
3. разработка математической модели определения основных параметров виртуального процесса сварки и проверка ее адекватности реальному процессу;
4. разработка информационно-измерительной системы для испытательного стенда обучения операторов-сварщиков РДС;
5. разработка методики метрологического анализа устройства координатного слежения (УКС);
6. интеграция математической тепловой модели, интерактивной визуальной модели и информационно-измерительной системы для испытательного стенда в тестовый тренажер сварщика.