管道窄焊縫擺動電弧跟蹤系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、在輸油管線的施工過程中，管道焊接是一道非常重要的工序。手工焊逐步被半、全自動焊焊接工藝所代替。具有焊縫跟蹤功能的自動化焊接設備的開發(fā)研制成為管道自動焊技術發(fā)展的迫切需要。本文以管道窄焊縫全位置焊為研究對象，對基于擺動電弧傳感器的焊縫跟蹤系統(tǒng)信號所涉及到的信號采集與處理、焊縫偏差提取、實時糾偏控制等關鍵技術進行了研究。
　　根據(jù)擺動電弧傳感器的工作原理，建立等速送絲和電壓緩降特性MIG焊焊接系統(tǒng)的電弧傳感器的理論靜態(tài)模型，即輸入（焊

2、炬高度）與輸出（焊接電流）的關系。利用多元線性回歸的方法，結合焊接實驗的數(shù)據(jù)推導了電弧傳感器的實際模型，對焊接電流與焊炬高度的關系近似線性化處理。
　　利用電流信號左右積分差值法建立不同擺動形式和坡口形式對應的積分差值△S關于偏差e的方程。針對焊炬高度較低（＜1Omm）或較高（＞35mm）時線性化處理高度與電流的關系有較大誤差的問題或準確的電弧傳感器數(shù)學模型難以建立的情況，提出了一種基于BP神經網(wǎng)絡的方法建立模型并優(yōu)化積分差值偏差

3、提取算法，通過實驗數(shù)據(jù)建立和驗證了神經網(wǎng)絡模型。分別進行不同坡口角度和不同橫向偏差的焊接實驗和不同高度偏差的焊接實驗，采集電流信號并利用兩種濾波方法進行非短路信號和短路信號的離線處理，獲得平滑信號，然后對比實際偏差與積分差值法求得的理論偏差，為后續(xù)跟蹤控制提供支持。
　　利用PLC與LabView之間的通信設計在線跟蹤系統(tǒng)，Labview與PLC通訊使用R232通訊.首先LabView讀取焊槍擺動的位置信息來判斷對電流信號是開始左