基于旋转电弧理论模型信号处理和焊缝跟踪研究

作     者：曾雷 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毛志伟

授予年度：2019年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：焊缝偏差 信号处理 旋转电弧传感理论模型 短路抑制 动态分周期 焊缝跟踪 

摘      要：在焊接领域中,焊接自动化越来越受到重视。在焊接自动化中,焊缝跟踪是关键技术,偏差提取的精度和稳定性是焊缝跟踪的基础。在研究旋转电弧焊接过程中,建立的旋转电弧数学理论模型是研究旋转电弧焊接的基础。参照理论模型中的电流和电弧数据对电流信号处理和偏差提取过程做指导,从而达到提高偏差精度和稳定性的目的。对采集的电流数据进行分析,找出信号中的主要噪声特点。本文中采用的焊接稳压电源具有短路抑制的功能,依照理论模型中电流数据变化的趋势,对电流中短路抑制这类噪声信号进行局部处理;然后对信号中各种噪声进行整体处理,从而确定信号处理所用的方法。根据信号的特点,确定滤波方法的先后顺序,得到组合滤波的方法,根据与理论模型的电流对比,对滤波结果的合理性进行分析。把一个焊接周期分为四个区域,用理论模型中的电流、电弧数据,对应焊接时的四个区域位置,根据电弧转换公式后的结果,与理论模型中弧长四个区域进行比对,验证其变化趋势的正确性,参照理论模型中的电弧信号进行修正,得到电流转换后的弧长数据。为解决周期内电弧点数不确定的问题,提出了动态分周期的方法进行电弧周期的划分,然后进行电弧动态空间三维化,利用平面拟合,得到焊接时的偏差值。通过焊接试验,提取偏差,验证其结果的稳定,并提高了偏差提取的精度;预设固定偏差,验证偏差结果的正确性;最后通过直线角焊缝跟踪试验,证明焊接跟踪的实用性和实时性。