[發(fā)明專(zhuān)利]基于波形匹配的旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙氣保焊焊縫偏差識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310042560.9
• 申請(qǐng)日: 2013-02-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103143815A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎文航;高凱;王加友;王儉辛;楊峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/127
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/127;B23K9/16
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種基于波形匹配的旋轉(zhuǎn)電弧氣保焊焊縫偏差識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：?

（1）采用霍爾傳感器測(cè)量焊接電弧電信號(hào)，即焊接電弧電流或焊接電弧電壓；采用凹槽式光電開(kāi)關(guān)和開(kāi)孔/開(kāi)槽的光柵盤(pán)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)電弧處于焊接前方時(shí)的信號(hào)，即焊接電弧位置信號(hào)；?

（2）將步驟（1）檢測(cè)得到的焊接電弧電信號(hào)和焊接電弧位置信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡接入到PC機(jī)，置模式選擇器為進(jìn)入在線預(yù)測(cè)模式；?

（3）在PC機(jī)中采用數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)采集卡獲取的當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期的焊接電弧電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；?

（4）將上述預(yù)處理后的信號(hào)與不同焊縫偏差下的波形模板函數(shù)匹配，計(jì)算相關(guān)性，并選擇最匹配模板對(duì)應(yīng)焊縫偏差值為當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期焊縫偏差值；?

（5）將當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期焊縫偏差值和之前n個(gè)電弧旋轉(zhuǎn)周期焊縫偏差值，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)模塊，選擇其算數(shù)平均值或權(quán)重平均值或出現(xiàn)頻率最高的焊縫偏差預(yù)測(cè)值作為當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期的最終焊縫偏差值輸出；其中n為大于1的自然數(shù)。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波形匹配的旋轉(zhuǎn)電弧氣保焊焊縫偏差識(shí)別方法，其特征在于：在步驟（4）所述波形模板函數(shù)，其建立可以采用以下兩種方式：?

方式1：采用仿真建模模式建立波形模板函數(shù)，包括以下步驟：?

1）置模式選擇器接通仿真建模模式，置模板函數(shù)選擇器接通仿真建模模式；?

2）簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)電弧氣保焊模型，例如發(fā)生焊縫偏差的短時(shí)間內(nèi)熔池居中、外形不變、焊絲干伸長(zhǎng)不變化；?

3）從可能的焊縫偏差范圍內(nèi)等距取有限個(gè)值，仿真計(jì)算這些焊縫偏差值下每個(gè)電弧旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的焊接電弧電信號(hào)或與焊接電弧電信號(hào)相關(guān)度較大的信號(hào)，例如電弧長(zhǎng)度的波形變化；?

4）采用多項(xiàng)式擬合模塊對(duì)不同焊縫偏差下計(jì)算所得波形信號(hào)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合；?

5）以獲得的不同焊縫偏差下的多項(xiàng)式擬合函數(shù)作為對(duì)應(yīng)焊縫偏差下的波形模版函數(shù)；?

方式2：采用實(shí)驗(yàn)建模模式建立波形模板函數(shù)，包括以下步驟：?

a）置模式選擇器為進(jìn)入實(shí)驗(yàn)建模模式，模板函數(shù)選擇器接通實(shí)驗(yàn)建模模式；?

b）預(yù)設(shè)典型焊縫偏差值，即從可能的焊縫偏差范圍內(nèi)等距取有限個(gè)值，然后采用步驟（1）采集正常燃弧階段焊接電弧電信號(hào)和焊接電弧位置信號(hào)；?

c）利用數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊提取多個(gè)電弧旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的焊接電弧電信號(hào)，進(jìn)行濾波、去除直流分量、歸一化的處理；?

d）分別對(duì)不同焊縫偏差值下的多個(gè)電弧旋轉(zhuǎn)周期電信號(hào)波形求取平均值波形；?

e）采用多項(xiàng)式擬合模塊對(duì)不同焊縫偏差值下焊接電弧電信號(hào)平均值波形進(jìn)行多項(xiàng)式擬合；?

f）以獲得的不同焊縫偏差下的多項(xiàng)式擬合函數(shù)作為對(duì)應(yīng)焊縫偏差下的波形模版函數(shù)。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于波形匹配的旋轉(zhuǎn)電弧氣保焊焊縫偏差識(shí)別方法，其特征在于：步驟（4）中所述的預(yù)處理后的信號(hào)與不同焊縫偏差下的波形模板函數(shù)匹配的具體步驟如下：?

i）輸入通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊處理的當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期的焊接電弧電信號(hào)；?

ii）根據(jù)當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期焊接電弧電信號(hào)的采樣數(shù)，采用模版函數(shù)等距產(chǎn)生相同數(shù)目的模版信號(hào)；?

iii）使用相關(guān)函數(shù)計(jì)算當(dāng)前電弧旋轉(zhuǎn)周期下焊接電弧電信號(hào)波形與各焊縫偏差下模版波形的相關(guān)度，選擇最匹配模版對(duì)應(yīng)焊縫偏差值進(jìn)行輸出。?