1。3。2 测控系统开发的软件平台

本课题中水下电弧切割测控系统的开发用的是Visual Basic2008语言编程。Visual Basic是Microsoft公司在Basic语言的基础之上开发出来的用于各种应用软件开发的工具。它是目前计算机软件开发中最为快捷的一种开发工具，是一种基于对象的可视化编程语言。其中的“Visual”是指开发图形用户界面的方法，在编程过程中只要把预先建立的对象加到屏幕上点击一下就可以了，不需要像其它编程工具一样通过编写大量程序代码去描述界面元素的外观和位置。“Basic”是指Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code,这是一种在计算机技术发展历史上应用最为广泛的编程语言。Visual Basic在原有的Basic编程语言的基础上进一步发展而得的软件开发工具[24]。

本课题所要开发的测控系统主要是在Visual Basic 2008软件开发平台上进行的。想要熟练地用Visual Basic2008进行程序编辑，首先要掌握VB编程语言的一些函数、语法以及一些与自己所要开发的系统相关的一些控件。比如，在本课题中的数据采集系统开发过程中要用BufferedAiCtrl控件对数据的采集设备进行选着和都会数据的写入与保存；在运动控制系统的开法过程中要用DataGridView控件获取割枪运动轨迹数据。利用Visual Basic2008作为测控系统的开发平台能够提高开发效率，因为在Visual Basic2008上能够高效的开发出Windows应用、Web应用、Office应用以及Mobile应用。同时Visual Basic 2008还支持项目模板、调试器和部署程序[25]。

1。4本课题的研究目的与内容

(1)研究目的

实现自动化是水下电弧切割的发展方向，本课题的主要目的是通过对水下电弧切割过程的测控系统开发可以实现切割过程的自动化控制，自动控制系统的开发最主要的就是要处理好切割电流、电弧电压和切割速度三者之间的合理匹配与优化。水下电弧切割过程实现自动化后不仅可以减小工人劳动轻度而且可以提高切割精度和切割质量，从而获得满意的切割效果。

(2)研究内容

本课题拟在全面了解国内、外焊接自动化研究发展现状的基础上，将Visual Basic程序语言设计软件与自动化测控系统相结合，实现水下电弧切割自动化过程。论文的主要研究内容有：

1）数据采集软件的开发，数据采处理集软件是水下电弧切割自动化的重要组成部分，根据水下切割过程实际需求开发数据采集软件系统；

2）运动控制软件的开发，是为了在水下电弧切割环境下实现割枪的自动化控制。首先，它应该具有很高的运动控制精度。其次，它对割枪移动速度的控制要与相关的切割工艺参数相适应。运动控制系统对切割速度、切割电流与电压三者的合理匹配是获得稳定切割过程、得到满意切割质量的关键。

第二章 实验原理和设备

2。1水下电弧切割原理和设备

（1）水下电弧切割的定义

水下电弧切割设备用药芯割丝作为电极，切割时在割丝与被切割工件之间产生电弧，利用电弧产生的热量将被切割部分的金属熔化掉，再利用电弧吹力以及药芯受热产生的气体将熔融金属从工件上吹走，这样就完成了工件的水下切割。

（2）水下电弧的形成

在水下将电弧引燃一般采用的是接触式引弧法，即接通电源后在水中将药芯割丝与被切割工件直接接触，此时电源处于短路状态，而割丝与工件接触的端部不是绝对平整的，只有少数突出点想接触，流过这些接触面积很小突出点的电流密度比正常切割电流大得多。这就导致短路过程中在这些接触点处产生大量电阻热，电阻热对接触点周围的水加热并使之气化，形成一个包围接触点的气泡。另一方面，短路时接触点处产生的大量电阻热也会使电极表面的金属发热、熔化，甚至气化，引起热发射和热电离。之后，将电极从工件表面拉开的瞬间，电极与工件之间的间隙极小，只有左右，使电极与工件之间产生很大的电场强度，电弧便在气泡内引燃。电弧引燃后电弧热继续对周围的水加热使之气化，同时药芯受热也产生大量气体，这样就在切割点周围形成一个一定大小的气泡，电弧便在气泡内稳定燃烧。随着切割过程的进行，气泡不断长大，当大到一定程度时开始破裂，使部分气泡从水中溢出，切割点周围的气泡变小，随着电弧对周围液态水的加热使其气化以及药芯受热产生气体使气泡又逐渐变大，这样不断循环下去电弧就能在这个大小不断变化着的气泡中稳定燃烧[26]。