擺動(dòng)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(dá)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(dòng)強(qiáng)度和保證焊接質(zhì)量,焊接自動(dòng)化已經(jīng)成為焊接技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),焊接機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越廣泛。本論文通過對(duì)擺動(dòng)CO2焊焊縫跟蹤精度的研究,對(duì)焊縫跟蹤技術(shù)的發(fā)展和焊接實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
　　首先,建立了擺動(dòng)式電弧傳感器焊縫跟蹤系統(tǒng)平臺(tái),介紹了整個(gè)跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)成,將構(gòu)成系統(tǒng)的擺動(dòng)電弧傳感器、機(jī)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(jìn)行了闡述,在擺動(dòng)電弧的定位方面,采用了兩個(gè)電感式接近開關(guān)作為擺動(dòng)電弧位置定位裝置,保證了電弧擺動(dòng)信號(hào)與采樣信號(hào)的同步,實(shí)現(xiàn)了擺動(dòng)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(shí),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(duì)焊接電流的嚴(yán)重干擾和焊縫跟蹤精度較低的影響。針對(duì)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(dòng)電弧CO2焊掃描系統(tǒng)仿真模型,進(jìn)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(shí)際焊接電流波形進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)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(jìn)行焊縫跟蹤的新方法。為了減小熔敷鐵水對(duì)焊接電流的干擾作用,確定了信號(hào)的采樣區(qū)間,引入調(diào)整因子對(duì)電流采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)校正,

4、并通過試驗(yàn)分析驗(yàn)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(píng)估體系,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了焊縫跟蹤精度評(píng)估體系的有效性。利用該評(píng)估體系對(duì)分別文中所數(shù)學(xué)模型和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型下進(jìn)行焊縫跟蹤的精度進(jìn)行評(píng)估,并將兩者的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)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(jìn)行焊縫跟蹤時(shí)的跟蹤精度更高,符合要