[發明專利]基于激光測距的集裝箱波紋板焊接軌跡檢測與控制方法

無效

• 申請號: 200910015611.2
• 申請日: 2009-05-21
• 公開（公告）號: CN101559513A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 田新誠;張光先;劉濤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;G05D3/12;G05B19/41;G01B11/02
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 王吉勇

1.一種基于激光測距的集裝箱波紋板焊接軌跡檢測與控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.進行軌跡檢測；系統初始化后，水平進給作為主動進給軸啟動，通過激光精密位移傳感器實時檢測波紋板的波紋軌跡，并將檢測到的焊縫初始信息數據傳送到微處理器，對采集數據進行濾波、存儲；所述通過激光精密位移傳感器實時檢測波紋板的波紋軌時采用非接觸檢測方式；

B.進行軌跡識別；通過微處理器對數字信號進行處理，提取焊縫的信息，同時拐點判斷模塊在不斷識別當前位置是否為拐點，即水平段與上坡段、下坡段的連接點判別；如是拐點，則通過改變焊接電壓、焊接電流、焊接速度、啟動擺動控制保證焊接質量；

所述拐點的判別具體通過判斷采集數據點偏離程度的大小，區分屬于不同坡段的數據點，然后在各自所屬段內進行線性擬合；樣本數據點的偏離程度用樣本的方差來描述，該值大小描述變量離散程度，是衡量一個樣本波動大小的量，樣本方差越大，樣本數據的波動就越大，根據這一特性，在拐點判別中，為觀測樣本點的數據離散程度，對濾波后的數據進行窗口滑動求方差處理；具體分段線性擬合模型為：

??段 ??擬合模型 ??均方根誤差 ??AB ??y＝0.003333x+1321 ??1.215 ??BC ??y＝0.3636x+1128 ??5.119 ??CD ??y＝0.005055x+1587 ??1.584 ??DE ??y＝-0.3696x+2297 ??4.697 ??EF ??y＝-0.006441x+1342 ??3.486 ??FG ??y＝0.3463x+147.5 ??4.269 ??GH ??y＝-0.0003497x+1596 ??1.421 ??HI ??y＝-0.3709x+3369 ??7.011 ??IJ ??y＝-0.001273x+1330 ??1.177

所述水平段、上坡段和下坡段焊接工藝參數為獨立設定；

所述水平段、上坡段和下坡段焊接工藝參數平滑轉換控制，通過使用一個滑動窗口對拐?點左右兩邊的焊接參數進行平滑變換，滑動窗口的長度決定了平滑的程度；

C.進行軌跡控制；通過微處理器根據檢測的波紋板位置變化和拐點判別結果，以軌跡數據為基礎，對軌跡進行插補運算，對各坐標軸進行實時控制；對焊槍的運動控制采用的插補運算是基于最小偏差法，在上坡段每插補一步要試算三種情況的誤差，即需比較單獨X軸進給或單獨Y軸進給或X軸和Y軸同時進給三種情況下，若本次插補結束，焊槍末端離給定直線的偏差，并選擇偏差較小的一個方向做為焊槍的進給方向；在波紋板的坡度θ接近45度的前提下，采用此方法可以獲得更高的插補精度和運算速度，在保證插補精度的基礎上，進一步提高了插補的效率；

D.最后通過執行機構動作來調節焊槍與焊縫之間的相對位置關系，即用電機帶動升降軸絲杠做上下調節，從而達到焊縫跟蹤的目的；在整個系統運行過程中，對焊接電壓和電流實時顯示。?