异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机

异形涵管在人类生存环境中的应用越来越普及，导致了异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机的需求增大。由于异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机的设计、制造涉及机械设计、机电控制、人工智能等多领域的知识，因此研究如何设计、制造异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机是十分重要的。本书从异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机的机械机构设计、控制系统设计、远程监控系统设计、钢筋电阻焊焊接工艺参数优化，以及焊接缺陷检测方法等方面进行了论述。本书适合制造科学领域从事研究、开发、管理的各类人员使用，可以作为机械制造及其自动化、机械电子工程、计算机应用等相关专业高年级本科生的选修教材，以及硕士、博士研究生的参考教材。本书也可作为建材行业工程技术人才了解异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机核心技术的参考用书。

目录异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机目录章绪论（1）1.1钢筋骨架滚焊机简介（1）1.2滚焊机设备研究现状（4）本章参考文献（5）第2章异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机结构分析与设计（7）2.1异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机概述（7）2.2异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机整体方案（7）2.3变径系统机械结构（8）2.4牵引系统机械结构（14）2.5主驱动系统机械结构（20）2.6焊接进给系统机械结构（20）本章参考文献（22）第3章异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机控制系统设计（23）3.1多轴运动控制的研究现状（23）3.2滚焊机的分布式控制系统设计（23）3.3基于485总线和ZigBee的滚焊机控制系统设计（31）3.4异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机远程监控系统设计（35）本章参考文献（41）第4章滚焊机钢筋电阻焊过程分析与有限元模型建立（43）4.1非线性有限元分析基本理论（43）4.2滚焊机钢筋电阻焊热、电、力耦合理论基础（46）4.3滚焊机钢筋电阻焊过程分析（51）4.4滚焊机钢筋电阻焊有限元模型的建立（55）4.5滚焊机钢筋电阻焊有限元模拟过程中材料物理性能和相关参数处理（61）本章参考文献（65）第5章滚焊机钢筋电阻焊过程仿真分析（67）5.1有限元数值模拟结果分析（67）5.2模拟结果验证（71）5.3焊接参数对焊接的影响分析（73）本章参考文献（74）第6章钢筋骨架焊接缺陷检测系统总体设计（75）6.1国内外研究现状（76）6.2钢筋骨架焊接缺陷检测系统的总体设计思路（78）6.3钢筋骨架焊接缺陷检测系统的硬件组成（79）6.4视觉检测系统的软件处理流程（83）本章参考文献（85）第7章钢筋骨架焊接缺陷图像处理与特征提取算法研究（86）7.1焊接缺陷图像预处理算法（86）7.2Otsu图像分割优化算法（93）7.3焊缝缺陷区域提取算法（97）7.4缺陷区域目标标记和边缘轮廓跟踪算法（99）7.5缺陷区域的几何特征参数计算（103）本章参考文献（105）第8章钢筋骨架焊接缺陷图像识别（107）8.1钢筋骨架常见焊接缺陷类型和识别方法（107）8.2钢筋骨架焊接缺陷识别技术路线（110）8.3基于BP神经网络的钢筋骨架缺陷识别（111）本章参考文献（120）第9章钢筋骨架焊接缺陷检测系统开发及应用（121）9.1钢筋骨架焊接缺陷检测系统开发（121）9.2钢筋骨架焊接缺陷检测系统应用（122）

前言为了提高城市的功能、美化城市的景观，大量为人类服务的各种设施多埋设于地下涵管中，用于管道工程的混凝土制品得到极大的丰富和提高。在管道工程中应用的预制混凝土制品除了圆形涵管外，异形涵管迅速发展，成了管道工程中重要组成部分。异形涵管主要优点：①可以根据工程的地理环境等各项条件，合理地调整涵管的宽度和高度，满足输送介质的流量要求和合理地占用地下空间；②可按照工程需要设计成理想的断面形状，优化使用功能；③可以通过合理的断面形状设计提高承载能力，减少材料用量。异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机，彻底克服了目前滚焊机只能生产圆管钢筋骨架、劳动强度大、生产效率低、操作复杂、自动化程度低等缺点，可实现各种异形涵管的钢筋骨架的焊接成形。目前我国还没有能力生产异形涵管钢筋骨架滚焊机，异形涵管钢筋骨架滚焊机完全依赖进口，国外对其的垄断导致产品价格异常高，增加了混凝土与水泥制品企业的负担。本书作者在江苏省产学研前瞻性联合研究项目“异形管钢筋骨架自动变径高速滚焊机研发”的资助下，开展了异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机核心技术的研究。为使国内企业掌握异形涵管钢筋骨架自动变径滚焊机的核心技术，打破国外的垄断地位，提高钢筋骨架制造水平，满足钢筋混凝土管桩行业发展的需要，本书作者力图将自己的研究成果汇编成书，呈献给读者。本书共分9章。章为绪论，介绍了钢筋骨架滚焊机的应用领域、机械机构和工作原理，概述了国内外滚焊机设备研究现状。第2章为异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机结构分析与设计，提出滚焊机设计方案，叙述了变径系统、牵引系统、主驱动系统和焊接进给系统的结构形式。第3章为异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机控制系统设计，阐述了如何设计异形涵管钢筋骨架自动变径高速滚焊机的控制系统和远程监测系统。第4章为滚焊机钢筋电阻焊过程分析与有限元模型建立，阐述了非线性有限元基本理论、热分析基本理论、耦合场分析理论和电阻点焊热源理论；分析了钢筋骨架焊接特点及焊接过程；通过合理的假设与简化，建立了合理的热、电、力耦合有限元模型。第5章为滚焊机钢筋电阻焊过程仿真分析，分析建立好的有限元模型，研究焊接过程温度场变化、动态电阻变化、熔核成长等问题；通过试验验证了数值分析结果；改变工艺参数，分析各参数对焊接的影响情况，为滚焊机焊接参数的确定提供依据。第6章为钢筋骨架焊接缺陷检测系统总体设计，介绍了检测系统的总体设计思路及硬件的选型；并以VB.NET为编程语言，规划焊接缺陷检测系统的软件处理流程。第7章为钢筋骨架焊接缺陷图像处理与特征提取算法研究，主要研究了各种图像处理的算法，包括差分检测、图像降噪、图像增强、图像分割、焊缝区域和缺陷区域提取算法；设计了适合于焊接缺陷检测的图像处理算法，在此基础上，对缺陷区域进行目标标记和边缘轮廓跟踪，提取出焊接缺陷区域的特征参数。第8章为钢筋骨架焊接缺陷图像识别，对钢筋骨架常见焊接缺陷的类型做出分析，并针对每一种缺陷提出图像识别的方法，制定一套整体的图像识别规划路线，针对焊点脱落、表面裂纹和表面气孔缺陷，采用BP神经网络对焊接缺陷图像进行分类识别，从而识别出不同的缺陷类型。第9章为钢筋骨架焊接缺陷检测系统开发及应用，介绍了滚焊机钢筋骨架焊接缺陷检测系统的软件开发和应用。本书的写作和出版是集体智慧和劳动的结晶。齐继阳统筹规划了本书的写作大纲、目录和定位，并且撰写了第2章和第3章；唐文献倡议和推动了该书的撰写工作，审阅了全部书稿并提出了许多方向性建设意见；张勇倡议该书的撰写和出版工作，审阅了部分章节，提出了许多宝贵意见；李金燕撰写了第6~9章；赵亚撰写了章、第4章和第5章。本书在撰写过程中，参阅了同行的文献、资料，并得到了许多同行和专家的支持及帮助，在此表示衷心感谢。由于作者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请各位批评指正。