基于擺動電弧傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、焊接是現(xiàn)代工業(yè)中的一種重要的加工手段，隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對焊接質(zhì)量及焊接效率提出了越來越高的要求，而焊接過程自動化則是提高焊接質(zhì)量及焊接生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，焊縫自動跟蹤是焊接自動化的一個重要環(huán)節(jié)。
　　 基于擺動電弧傳感器的焊縫跟蹤系統(tǒng)利用焊接電流信號來進行焊縫跟蹤。它通過電弧的擺動來掃描焊接坡口，從而引起焊接電流伴隨著弧長有規(guī)律的變化而變化，然后通過分析焊接電流的變化規(guī)律來獲得焊縫偏差的信息。擺動電弧傳感器結(jié)構(gòu)簡單，空間可達

2、性好，是焊接界研究焊縫跟蹤的熱點。
　　 本文首先分別建立了擺動電弧傳感器在射流過渡及短路過渡下的數(shù)學模型，然后在數(shù)學模型的基礎上，應用MATLAB的Simulink工具箱建立起了該系統(tǒng)的仿真模型。并對擺動頻率、擺動寬度、水平方向偏差等對焊接電流波形的影響進行了仿真研究。通過對擺動電弧傳感器的數(shù)學模型和仿真模型的研究，為后續(xù)從電流波形中提取偏差信息提供了理論指導。
　　 因為在焊接過程中短路過渡、飛濺、煙塵、弧光等都會影

3、響采集到的焊接電流信號，使得信號中帶有許多噪聲。因此結(jié)合該系統(tǒng)中對焊接電流濾波的要求，選擇了貝塞爾濾波器進行了濾波，經(jīng)過濾波后的電流信號波形清晰，為后續(xù)提取偏差信息創(chuàng)造了條件。
　　 根據(jù)對擺動電弧傳感器在短路過渡下的仿真研究，結(jié)合獲得的經(jīng)過處理后的焊接電流波形，提出了左右極限區(qū)域積分法來實現(xiàn)焊縫偏差信息的提取。該方法可以在一定程度上抑制隨機噪聲，而且需要處理的數(shù)據(jù)較少，加快了程序的循環(huán)速度，提高了焊接的跟蹤精度。