擺動電弧CO2焊焊縫跟蹤精度的研究.pdf

1、隨著制造業(yè)的發(fā)展,用于焊接的鋼材產(chǎn)量達到了鋼材總產(chǎn)量的一半,為了提高生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強度和保證焊接質(zhì)量,焊接自動化已經(jīng)成為焊接技術(shù)發(fā)展的趨勢,焊接機器人在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越廣泛。本論文通過對擺動CO2焊焊縫跟蹤精度的研究,對焊縫跟蹤技術(shù)的發(fā)展和焊接實際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
　　首先,建立了擺動式電弧傳感器焊縫跟蹤系統(tǒng)平臺,介紹了整個跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)成,將構(gòu)成系統(tǒng)的擺動電弧傳感器、機器人系統(tǒng)部分、焊接系統(tǒng)部分以及控制系統(tǒng)

2、部分分別進行了闡述,在擺動電弧的定位方面,采用了兩個電感式接近開關(guān)作為擺動電弧位置定位裝置,保證了電弧擺動信號與采樣信號的同步,實現(xiàn)了擺動焊接電弧的精確定位。
　　其次,在建立傳統(tǒng)電弧掃描焊縫的數(shù)學(xué)模型時,往往忽略熔敷鐵水等因素引起的焊件坡口形狀的變化,這些因素造成了對焊接電流的嚴重干擾和焊縫跟蹤精度較低的影響。針對這些情況,本文以CO2焊中常見的V型坡口為例,提出了將焊接過程中的熔池掃描線近似為二次拋物線的建模新思路,利用MAT

3、LAB軟件建立擺動電弧CO2焊掃描系統(tǒng)仿真模型,進行焊接電流仿真分析,并且將此模型的仿真結(jié)果與傳統(tǒng)模型的仿真結(jié)果,以及焊接過程中的實際焊接電流波形進行比較,實驗結(jié)果表明,文中模型具有更高的可靠性。
　　第三,通過分析現(xiàn)有的焊縫跟蹤算法,在應(yīng)用最為廣泛的普通積分差值法的基礎(chǔ)上,提出了采用半周期去極值加權(quán)積分比較法進行焊縫跟蹤的新方法。為了減小熔敷鐵水對焊接電流的干擾作用,確定了信號的采樣區(qū)間,引入調(diào)整因子對電流采樣數(shù)據(jù)進行加權(quán)校正,

4、并通過試驗分析驗證了半周期去極值加權(quán)積分比較法提取焊縫偏差的有效性。
　　最后,闡述了焊縫跟蹤精度的概念,建立了采用焊縫截面三角形重心法作為焊縫跟蹤精度的評估體系,并通過試驗驗證了焊縫跟蹤精度評估體系的有效性。利用該評估體系對分別文中所數(shù)學(xué)模型和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型下進行焊縫跟蹤的精度進行評估,并將兩者的評估結(jié)果進行對比分析,實驗結(jié)果表明采用文中建模方法,并通過半周期去極值加權(quán)積分比較法作為焊縫跟蹤算法進行焊縫跟蹤時的跟蹤精度更高,符合要