基于變面積式渦流傳感器焊縫跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著社會現(xiàn)代化的發(fā)展，焊接自動化和智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代化發(fā)展的必然要求，其中焊縫自動跟蹤是關(guān)鍵問題。而傳感器技術(shù)是實現(xiàn)焊縫跟蹤的核心問題之一。本文對電感檢測和電容檢測原理進行了研究，了解了電渦流傳感器的物理特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種能夠檢測面積變化的變面積式渦流傳感器，這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、無機械震動、使用壽命長等優(yōu)點。本文利用此傳感器對面積變化的檢測實現(xiàn)了平板對接和搭接焊縫的自動跟蹤，并且克服了錯邊的問題。
　　首先

2、提出了一種基于電容電感復(fù)合橋式焊縫跟蹤傳感器方案，介紹了電容檢測和電感檢測原理，并對傳感器的數(shù)學(xué)模型進行了分析，根據(jù)傳感器的數(shù)學(xué)模型建立了simulink模型，對傳感器的影響因素進行了仿真分析，最后分別對電容檢測和電感檢測進行了試驗，試驗驗證采用此種方案實現(xiàn)焊縫自動跟蹤難度很大，但在探索過程中加深了對電感檢測的了解，在此基礎(chǔ)上本文作者提出了另一種傳感器方案：基于渦流傳感器原理的變面積式渦流傳感器。
　　然后在渦流傳感器原理的基礎(chǔ)上

3、詳細分析了變面積式渦流傳感器，對傳感器的等效電路進行了簡化計算，得出了傳感器的數(shù)學(xué)模型，運用MATLAB的simulink進行了仿真分析，知道了傳感器輸出信號與各個影響因素之間的關(guān)系，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供了理論基礎(chǔ)。
　　考慮到影響傳感器輸出信號的主要因素有面積和距離，結(jié)合前面的理論分析，本文提出了一種新型的數(shù)據(jù)處理方法——變量分離。通過對兩個傳感器輸出信號進行變量分離，得到了一個因變量和一個自變量（面積）一一對應(yīng)的關(guān)系式，而面積

4、的變化反應(yīng)焊炬位置的偏差，通過判斷偏差即可實現(xiàn)焊縫自動跟蹤。本文先對變量分離算法進行了設(shè)計，然后利用實驗數(shù)據(jù)進行回代驗證其正確性，最后對變量分離算法進行了優(yōu)化，得到了一種適應(yīng)性強、變量分離效果好的變量分離算法。
　　最后根據(jù)本系統(tǒng)要求設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路，在硬件的基礎(chǔ)上設(shè)計了相應(yīng)的軟件，完成了整個基于變面積式渦流傳感器焊縫跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計和制作，并利用此系統(tǒng)進行了平板對接和搭接的焊縫跟蹤試驗，試驗結(jié)果驗證了本文提出的焊縫自動跟蹤方案