基于超聲波傳感器的大梁自動焊生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著“中國制造2025”的戰(zhàn)略實施，焊接成為制造生產(chǎn)行業(yè)最為重要的環(huán)節(jié)之一，實現(xiàn)焊接過程自動化、焊接裝備智能化已成為焊接行業(yè)的發(fā)展趨勢。目前，由于加工、裝夾等誤差導(dǎo)致焊接起始點定位和焊接區(qū)域內(nèi)障礙物的識別難以實現(xiàn)自動化和智能化，大梁生產(chǎn)線的焊接目前還處于手工焊狀態(tài)。針對以上提到的問題，在現(xiàn)有的條件下，本文基于斜面測距超聲波傳感器對大梁自動焊生產(chǎn)線進(jìn)行了下列的研究。
　　為實現(xiàn)大梁生產(chǎn)線焊接起始點的精確定位，基于dsPIC30f40

2、12單片機研制出了一種可測斜面的超聲波傳感器，并通過試驗驗證了該傳感器斜面測距的穩(wěn)定性和精確性，為超聲波非結(jié)構(gòu)測距的研究提供了一種新的方法。
　　針對生產(chǎn)線中因變位機的運動誤差導(dǎo)致的大梁的位置和角度隨機變化的問題，提出了一種基于斜面測距超聲波傳感器的焊接起始點的定位方法。通過建立超聲波傳感器運動平面的二維坐標(biāo)系，利用傳感器采集的特征點構(gòu)建工件的特征直線，將焊接起始點的定位等效為求解幾何平面中兩特征直線的交點，從而實現(xiàn)焊接起始點的定

3、位。經(jīng)試驗表明，該方法能適應(yīng)正常范圍內(nèi)任意角焊縫偏轉(zhuǎn)任意角度的大梁焊接起始點的定位，且方法簡單、實用性強，也易于在其他相關(guān)領(lǐng)域推廣。
　　為解決特征點的分類問題，基于“累積均值替換法”對工件特征點進(jìn)行了判斷，實現(xiàn)了尋找焊接起始點的自動化和柔性化。此外，針對斜面測距超聲波傳感器的測量誤差和動態(tài)誤差，還提出了一種改進(jìn)加權(quán)最小二乘法（AWLS），即通過循環(huán)使用加權(quán)最小二乘法，根據(jù)擬合結(jié)果修正特征點數(shù)據(jù)，從而獲得最佳的擬合直線。這種方法提

4、高了加權(quán)最小二乘法在工件特征直線擬合中的穩(wěn)定性和擬合的精度，保障了焊接起始點的定位精度。
　　針對大梁生產(chǎn)線中工件的焊接區(qū)域內(nèi)障礙物因種類、尺寸和位置的隨機變化難以進(jìn)行障礙物類型預(yù)測的問題，提出了一種修正型果蠅算法優(yōu)化廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（AFOA-GRNN）的大梁自動焊障礙物預(yù)測模型。該模型針對傳統(tǒng)果蠅算法的尋優(yōu)缺陷，通過引入靈敏度和信息素兩個概念，對果蠅的尋優(yōu)策略和位置替換的方式進(jìn)行改進(jìn)，提高了果蠅種群的多樣性，修正了果蠅算法的全