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旋转电弧传感器的振动分析与结构优化

旋转电弧传感器的振动分析与结构优化

作者：祝顺风南昌大学

学位级别：硕士

在焊接过程中,传感器是焊缝自动跟踪的关键设备,决定着焊缝质量的精度。电弧传感器是通过焊炬扫描坡口时,弧长变化引起电流或电压变化来获得焊缝信息的,具有结构简单、实时性强、稳定性好等特点。在电弧传感器中,旋转电弧传感器具有更... 详细信息

在焊接过程中,传感器是焊缝自动跟踪的关键设备,决定着焊缝质量的精度。电弧传感器是通过焊炬扫描坡口时,弧长变化引起电流或电压变化来获得焊缝信息的,具有结构简单、实时性强、稳定性好等特点。在电弧传感器中,旋转电弧传感器具有更高的控制精度和灵敏度,因此,被广泛地应用在焊接自动化设备上。但旋转电弧传感器旋转部分的偏心块和导电杆的质心不在旋转轴上,存在不平衡质量,因此,当旋转电弧传感器旋转时存在离心力,从而引起振动,并且旋转电弧传感器本身的固有机械特性也会对其产生振动影响,给焊缝跟踪和焊接质量带来较大的影响。为了解决该问题,有必要研究旋转电弧传感器的振动特性以及对其结构进行改进。本文主要围绕旋转电弧传感器的虚拟样机模型的建模,运动学分析、动力学分析、自由振动分析、强迫振动分析、结构优化等几方面展开。首先利用PROE软件建立旋转电弧传感器的三维模型,通过数据接口技术将PROE中的模型导入到ADAMS软件中,添加材料属性,运动副和驱动,完成多刚体模型的运动学仿真分析,并验证了模型建立的正确性;同时对焊炬连接组件进行简化,并导入ANSYS软件中,创建焊炬连接组件有限元模型,并生成模态中性文件,将模态中性文件导入到ADAMS中替换原先的刚性构件,建立刚柔耦合模型,为振动分析提供了模型基础。然后通过对轴承的受力仿真分析,计算出不平衡惯性力的大小和位置,为振动分析时添加激励提供了依据;利用ADAMS/Vibration模块对刚柔耦合模型进行自由振动分析及强迫振动分析,得到系统的各阶固有频率,模态主振型,以及频率响应曲线,为旋转电弧传感器的结构改进提供了理论依据。最后对旋转电弧传感器的动平衡计算方法进行了阐述,计算出了不平衡力的大小和位置,从而确定了平衡块的安装位置;同时利用ADAMS的参数化设计对平衡块的尺寸参数进行了优化设计,达到了振动减小的目的。

关键词：旋转电弧传感器刚柔耦合模型振动分析结构优化

基于差分进化算法的焊接工作台PID控制研究

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机械工程师 2022年第4期 67-69页

作者：祝顺风吉安职业技术学院江西吉安343000

为了提高焊接工作台伺服系统的控制效果,提出了一种基于差分进化算法的PID控制器。首先在Simulink软件中建立焊接工作台PID控制仿真模型,并在优化目标中引入惩罚机制,然后采用差分进化算法实现Simulink中PID参数的寻优。仿真结果显示,与... 详细信息

为了提高焊接工作台伺服系统的控制效果,提出了一种基于差分进化算法的PID控制器。首先在Simulink软件中建立焊接工作台PID控制仿真模型,并在优化目标中引入惩罚机制,然后采用差分进化算法实现Simulink中PID参数的寻优。仿真结果显示,与Ziegler-Nichols整定的PID相比,差分进化算法优化的PID控制器具有跟踪精度高、响应速度快、超调量小的特点。

关键词：焊接工作台差分进化算法、PID控制仿真

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基于粒子群算法的焊缝跟踪PID控制

热加工工艺 2014年第11期43卷 159-161,165页

作者：刘继忠祝顺风毛凤辉乐升华南昌大学机器人及焊接自动化重点实验室江西南昌330031

为了提高焊缝跟踪的控制效果,提出了基于粒子群算法的焊缝跟踪PID控制器设计方法,即应用PSO算法优化PID控制器的三个参数。仿真结果表明,该算法优化的PID控制器有效地提高了焊缝跟踪系统的性能,相比传统的PID控制具有更高的控制品质。

关键词：焊缝跟踪粒子群优化 PID控制仿真

旋转电弧传感器焊缝跟踪的过程噪声与测量噪声分析

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焊接技术 2014年第3期43卷 41-44页

作者：黄翔毛凤辉刘继忠李志刚祝顺风抚州职业技术学院机电系江西抚州344000 南昌大学江西省机器人与焊接自动化重点实验室江西南昌330031 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013

焊缝跟踪首要问题是应用均值滤波、中值滤波、小波滤波、卡尔曼滤波、粒子滤波等中一种或者几种组合对采集的信号进行降噪处理。各滤波算法的滤波效果往往跟其信号噪声的特征有关系,因此非常有必要对焊接噪声进行分析。文中将焊接噪声... 详细信息

焊缝跟踪首要问题是应用均值滤波、中值滤波、小波滤波、卡尔曼滤波、粒子滤波等中一种或者几种组合对采集的信号进行降噪处理。各滤波算法的滤波效果往往跟其信号噪声的特征有关系,因此非常有必要对焊接噪声进行分析。文中将焊接噪声分为过程噪声和测量噪声,通过应用阈值小波滤波完成对过程噪声信号提取、频谱分析以及期望与方差计算;通过传感器空采信号完成对测量噪声的特性统计分析,最终通过多组试验数据分析综合得到比较真实的焊接信号噪声特性。

关键词：旋转电弧传感器测量噪声过程噪声小波滤波噪声特性

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多轴数控编程中辅助体创建的研究与应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第6期 1-4页

作者：彭爱赣裴圣华刘刚曾珍祝顺风吉安职业技术学院机械与电子工程学院江西吉安343000

随着多轴数控编程技术不断普及,对编程人员技术要求也越来越高。在保证编程准确率同时,还要考虑编程效率,本文主要介绍UG NX软件利用辅助点、辅助线、辅助面、辅助实体编程的方法介绍,并用相应的实际案例对各辅助体的创建步骤进行说明... 详细信息

随着多轴数控编程技术不断普及,对编程人员技术要求也越来越高。在保证编程准确率同时,还要考虑编程效率,本文主要介绍UG NX软件利用辅助点、辅助线、辅助面、辅助实体编程的方法介绍,并用相应的实际案例对各辅助体的创建步骤进行说明。通过对辅助体创建方法的学习与总结,可以帮助我们开拓编程思路,尤其是帮助在校学生或者多轴编程初学人员打下坚实基础。创建多轴数控编程中辅助体是编程人员必备技能之一,需要牢牢掌握并灵活运用。

关键词：多轴数控编程、辅助体、UG NX10.0、编程效率

水下焊缝跟踪单神经元自适应PID控制与参数优化

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井冈山大学学报（自然科学版） 2022年第2期43卷 94-97页

作者：祝顺风文雅珊朱汉阳吉安职业技术学院江西吉安343000 井冈山大学机电工程学院江西吉安343009

水下焊缝跟踪过程复杂,不确定因素多,并且焊接过程具有非线性特点,传统PID控制效果不理想。本文提出了单神经元自适应PID控制器,通过神经元的自学习能力,能够在线自适应调整PID参数,同时利用差分进化算法对单神经元自适应控制器的参数... 详细信息

水下焊缝跟踪过程复杂,不确定因素多,并且焊接过程具有非线性特点,传统PID控制效果不理想。本文提出了单神经元自适应PID控制器,通过神经元的自学习能力,能够在线自适应调整PID参数,同时利用差分进化算法对单神经元自适应控制器的参数进行优化。经仿真结果可知,该单神经元自适应PID控制器响应速度快,精度高,控制效果好。

关键词：水下焊缝跟踪单神经元PID控制差分进化算法仿真

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基于ADAMS的旋转电弧传感器的振动分析

电焊机 2015年第7期45卷 9-12页

作者：刘继忠祝顺风叶艳辉南昌大学机器人与焊接自动化重点实验室江西南昌330031

针对旋转电弧传感器在焊接时存在的振动现象,先通过ADAMS联合ANSYS对传感器建立刚柔耦合模型,在此基础上再利用ADAMS/Vibration对模型进行模态分析和强迫振动分析,得到系统的各阶固有频率、模态主振型以及频率响应曲线,为旋转电弧传感... 详细信息

针对旋转电弧传感器在焊接时存在的振动现象,先通过ADAMS联合ANSYS对传感器建立刚柔耦合模型,在此基础上再利用ADAMS/Vibration对模型进行模态分析和强迫振动分析,得到系统的各阶固有频率、模态主振型以及频率响应曲线,为旋转电弧传感器的结构改进提供了基础。

关键词：旋转电弧传感器 ADAMS 振动分析刚柔耦合

床椅分离式多功能护理床的抬背机构设计及其仿真

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南昌大学学报（工科版） 2015年第2期37卷 137-141页

作者：张华寇元金刘继忠祝顺风南昌大学机器人及焊接自动化重点实验室江西南昌330031

设计了一种床椅分离式多功能护理床的抬背机构并对其仿真分析。基于可分离式护理床所需功能及整体布局要求,选择合适的抬背机构方案,运用SOLIDWORKS软件建立起了机构的模型。运用机械原理知识对机构进行了运动计算,选择了合适的驱动方式... 详细信息

设计了一种床椅分离式多功能护理床的抬背机构并对其仿真分析。基于可分离式护理床所需功能及整体布局要求,选择合适的抬背机构方案,运用SOLIDWORKS软件建立起了机构的模型。运用机械原理知识对机构进行了运动计算,选择了合适的驱动方式,采用MATLAB软件编程对机构的运动进行了仿真,仿真结果基本达到了预期的设计要求,验证了该机构设计方案的可行性。

关键词：床椅分离护理床抬背机构 MATLAB 仿真

Dynamic Balancing Structure Optimal Design for the Rotating Arc Sensor

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Journal of Donghua University(English Edition) 2017年第3期34卷 367-370页

作者：刘继忠翟强祝顺风叶艳辉李志刚 Robot &Welding Automation Key Laboratory Nanchang University School of Mechatronic Engineering East China Jiaotong University

Rotating arc sensor is a key device for automation welding. The vibration has a big influence on signal's correct collection and reliable automatic welding. In order to solve the vibration problem and the dynamic balancing design with the restricted space,a bearing force analysis based dynamic balancing structure optimal design is proposed and implemented with the help of Pro/Engineer( PROE) and automatic dynamic analysis of mechanical systems( ADAMS) virtual prototype technology, in which three parameters of the counterbalance are considered. The method is suitable for the practical online adjustment. The simulation result shows that optimal design based counterbalance structure and parameters can satisfy the space requirement with lower vibration. The methodology provides a new idea for dynamic balancing design and adjustment of rotating arc sensor with adjustable rotation radius.

关键词： welding balancing rotating adjustment rotation restricted prototype satisfy requirement hollow