[發(fā)明專利]前置式雙探頭渦流傳感焊縫自動(dòng)跟蹤控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410220615.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN104070267A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪波;廖亞華;洪宇翔;朱亞飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/127
• 分類號(hào): B23K9/127
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接控制方法，尤其涉及用于焊接工藝進(jìn)行焊縫自動(dòng)跟蹤的雙探頭渦流傳感器式焊縫自動(dòng)跟蹤控制方法。?

背景技術(shù)

焊接過程自動(dòng)控制系統(tǒng)所要解決的主要問題是焊縫自動(dòng)跟蹤和焊炬的自動(dòng)控制。目前比較常見的焊縫自動(dòng)跟蹤傳感器有激光視覺式、機(jī)械接觸式和電弧式傳感器等，采用機(jī)械接觸式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但實(shí)時(shí)性差，易磨損，精度難以保證；電弧式傳感器的焊縫跟蹤控制系統(tǒng)中，利用電弧自身作為傳感器，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，制造成本低，但控制精度不太高，體積大，噪聲大。采用激光式傳感器雖然控制精度比較高，但它的成本高，適用范圍窄，在某些場(chǎng)合下，即使是激光跟蹤也很難滿足要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種前置式雙探頭渦流傳感焊縫自動(dòng)跟蹤控制方法，它既結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性好，又有較高的靈敏度和焊縫質(zhì)量控制精度，且無需與試件接觸，檢測(cè)速度快，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，成本低，便于普及推廣。?

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：采用包括安裝于焊槍上的雙探頭渦流傳感器，焊接執(zhí)行裝置和焊接控制裝置的控制系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)中的焊接執(zhí)行裝置包括焊接電源和連接于焊接控制裝置的焊槍5，焊接控制裝置主要包括雙探頭渦流傳感器，前置處理器，焊接小車和十字滑塊，雙探頭渦流傳感器前置于焊槍并置于坡口一側(cè)，雙探頭渦流傳感器有兩個(gè)探頭，探頭Ⅰ1通過高低距離變化采集電壓信號(hào)，探頭Ⅱ2通過左右面積變化采集電壓信號(hào)，該渦流傳感器的兩個(gè)探頭能相互補(bǔ)償，當(dāng)探頭Ⅰ1和探頭Ⅱ2的輸入電流經(jīng)前置處理器中各電路的先期處理后，到達(dá)雙探頭渦流傳感器探頭Ⅰ1和探頭Ⅱ2頭部線圈阻抗Z，由探頭Ⅰ1頭部線圈阻抗Z的測(cè)量值與對(duì)接金屬板4間距離H的變化值所構(gòu)成一電壓值信號(hào)U₁輸出，同時(shí)將獲得的距離H補(bǔ)償給探頭Ⅱ2，消除距離H對(duì)探頭Ⅱ2輸出的影響，并且由探頭Ⅱ2頭部線圈阻抗Z的測(cè)量值與對(duì)接金屬板4間相對(duì)面積S的變化值所構(gòu)成一電壓值信號(hào)U₂輸出，從而獲得焊接過程中電壓值信號(hào)U與對(duì)接金屬板4間距離H和相對(duì)面積S的線性關(guān)系，得出調(diào)整信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制電路控制焊接執(zhí)行裝置，實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)跟蹤控制。?

所述前置處理器中設(shè)置有信號(hào)處理電路、A/H轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)處理電路和驅(qū)動(dòng)控制電路，對(duì)輸入電流進(jìn)行先期處理。?

渦流傳感器的兩個(gè)探頭能相互補(bǔ)償，將雙探頭渦流傳感器的探頭Ⅰ1和探頭Ⅱ2的電壓變化通過lstopt進(jìn)行曲面擬合，選取合適的曲面方程，再進(jìn)行變量分離，將探頭Ⅰ1的高度補(bǔ)償給探頭Ⅱ2，消除距離H對(duì)探頭Ⅱ2的影響，捕捉焊槍5與焊縫的高低左右位置信息，先將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入單片機(jī)處理電路，再根據(jù)焊縫的偏差量使用Fuzzy—PID控制對(duì)焊槍5進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)焊槍5自動(dòng)跟蹤焊縫。?

雙探頭渦流傳感器置于焊槍前方并偏置于焊槍左側(cè)或右側(cè)，其中探頭Ⅱ2靠近焊槍，探頭Ⅰ1緊靠探頭Ⅱ2，探頭Ⅰ1通過高低距離變化采集電壓信號(hào)，探頭Ⅱ2通過左右面積變化采集電壓信號(hào)；通過探頭Ⅰ1獲得的高低方向電壓信號(hào)，通過探頭Ⅱ2獲得的左右方向電壓信號(hào)，以最小二乘法結(jié)合黃金分割法擬合得到U-H和U-S的線性曲線，同時(shí)根據(jù)采集的電壓信號(hào)判斷焊槍5的位置并作出調(diào)整實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。?

信號(hào)處理電路中是使用硬件濾波加軟件濾波相疊加的方式。?