窄間隙埋弧焊的磁控與電感復(fù)合式焊縫跟蹤方法.pdf

1、在現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，焊接是材料連接的重要工藝方法，在石油管道、機械裝備、船艙主架及甲板、風(fēng)電塔筒等各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。國內(nèi)大部分制造廠的焊接加工還是以手工、半自動化生產(chǎn)方式為主，這存在焊接工人工作強度大、對工人操作水平依賴大、批量生產(chǎn)焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率提升難等問題。因此，現(xiàn)階段著力發(fā)展智能焊縫跟蹤技術(shù)顯得尤為必要。在窄間隙埋弧焊焊接過程中，焊絲在坡口中對中要求高，針對窄間隙埋弧焊跟蹤的客觀要求，開發(fā)出一種新型的磁控與電感復(fù)合

2、傳感器用于焊縫跟蹤具有重要研究價值和現(xiàn)實意義。
　　本文首先從焊接機器人、焊縫跟蹤傳感器、焊縫跟蹤研究動態(tài)這三個方面進(jìn)行概述和總結(jié)，結(jié)合窄間隙焊縫跟蹤的特點，發(fā)現(xiàn)窄間隙埋弧焊跟蹤中需要解決的關(guān)鍵問題，提出基于磁控和電感的復(fù)合焊縫跟蹤方法。具體的研究內(nèi)容如下：
　　對磁控與電感技術(shù)的基本理論進(jìn)行了研究，介紹傳感器焊縫跟蹤的基本原理和工作過程，建立同軸線圈計算模型并進(jìn)行分析，通過計算，分析傳感器自身參數(shù)對輸出的影響。從微觀和宏觀

3、兩個角度對弧柱區(qū)的運動規(guī)律進(jìn)行分析，并且建立了傳感器的弧長分析模型，這些分析從理論上為復(fù)合傳感器實現(xiàn)焊縫跟蹤提供了依據(jù)。
　　結(jié)合電磁基本定律和優(yōu)化理論，利用ANSYS軟件建立傳感器的3D模型并運用ANSYS軟件的磁場模塊對傳感器進(jìn)行有限元分析，對線圈橫向距離、互感線圈長度、線圈厚度、末端傾角等因素進(jìn)行分析和優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果初步確定傳感器參數(shù)，為實現(xiàn)焊縫跟蹤提供充分的參考依據(jù)。
　　針對傳感信號易受到干擾以及信號微弱的特點

4、，設(shè)計了光耦合電路和交流放大整流電路，確定高低調(diào)節(jié)方案，搭建焊縫跟蹤試驗平臺，用自行制作的傳感器進(jìn)行焊縫跟蹤試驗，提取電弧的左右掃描信號和傳感器線圈的高低位置信號，高低信號的實測數(shù)據(jù)與仿真分析結(jié)果相對比，分析其輸出信號與傳感器高低距離變化的影響規(guī)律，通過大量的試驗分析，論證傳感器用于焊縫跟蹤的可行性。
　　針對焊縫跟蹤的過程進(jìn)行分析，建立運動機構(gòu)的簡化分析幾何模型，對采用兩種不同控制方法的運動模型建立精度分析數(shù)學(xué)模型，確定了相關(guān)影