[發(fā)明專利]基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)及識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210130500.8
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102615390A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪波;洪宇翔;李湘文;陽佳旺;楊學(xué)道;言俊光
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;B23K9/022
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 宋向紅

1.一種基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)，主要用于厚板V型坡口多層多道焊焊接，它包括焊接小車、焊槍及與焊槍連接的送絲機(jī)；其特征在于：它還包括安裝于焊接小車上的立式主滑架，安裝于主滑架上的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，安裝于傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上、并安裝有焊槍的擺動器；所述擺動器包括左右滑架和高低調(diào)節(jié)滑塊，左右滑架安裝于傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，高低調(diào)節(jié)滑塊安裝于左右滑架上，焊槍豎直安裝于高低調(diào)節(jié)滑塊上，橫向的左右滑架與豎向的高低調(diào)節(jié)滑塊構(gòu)成十字架形；霍爾傳感器連接于待焊母材與焊接電源之間，其信號輸出端與控制器連接；焊接電源與送絲機(jī)連接，控制器與驅(qū)動器連接，驅(qū)動器與驅(qū)動主滑架、左右滑架和高低調(diào)節(jié)滑塊的步進(jìn)電機(jī)連接，驅(qū)動器還與驅(qū)動焊接小車和傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的電機(jī)連接；控制器通過霍爾傳感器傳來的電信號作出運算處理求得焊縫偏差信息，并發(fā)出指令控制驅(qū)動器來驅(qū)動各電機(jī)協(xié)調(diào)動作進(jìn)行焊槍的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)焊槍的焊縫自動跟蹤控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器包括一安裝有焊縫跟蹤系統(tǒng)軟件的單片機(jī)。

3.一種如權(quán)利要求1所述基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的識別方法，其特征在于：焊接開始后，首先在擺動器的驅(qū)動下，焊槍對V型焊接坡口進(jìn)行橫向擺動掃描，由霍爾傳感器將檢測到的焊接電流信號和定位脈沖信號一起送到控制器進(jìn)行軟件處理和運算，求得焊縫偏差信息，由擺動器執(zhí)行焊槍焊縫偏差調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)焊縫自動跟蹤焊接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的識別方法，其特征在于：所述求得焊縫偏差信息首先是采用坡口面積比較法對焊縫形狀進(jìn)行自動識別，如果左右兩側(cè)面積不相等，則焊縫形狀不對稱，判斷為典型的多層多道焊的r型焊縫；如果左右兩側(cè)面積相等，則焊縫形狀對稱，判斷為典型的多層多道焊的型焊縫；針對焊縫形狀自動識別后的r型和型兩種焊縫形狀，再分別采用同側(cè)積分法和斜率加權(quán)積分法二種焊縫偏差提取方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的識別方法，其特征在于：所述同側(cè)積分法為：

假定焊槍起始位置位于焊槍擺動中心，并向右側(cè)開始平擺，在最初幾個擺動掃描周期內(nèi)，對傳感器在不同位置的輸出焊接電流值采樣后進(jìn)行離散積分運算后求均值，將該值作為基準(zhǔn)值與焊槍在擺動中心右側(cè)每次往返擺動的半個周期內(nèi)的電流積分平均值進(jìn)行比較，即可求得焊槍偏差大小與方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于擺動電弧的多層多道焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的識別方法，其特征在于：所述斜率加權(quán)積分法為：

在電弧擺動掃描周期內(nèi)，由型焊縫側(cè)邊的斜率的絕對值大小決定該點電流信號的采樣值的權(quán)重：越大的區(qū)間，焊接電流采樣值權(quán)重越大；在一個擺動周期內(nèi)，對焊槍中心左右兩側(cè)電流信號的采樣按????????????????????????????????????????????????的絕對值大小進(jìn)行加權(quán)后再求差值，即可得到焊槍對型焊縫中心偏差的大小與方向。