基于邊緣效應(yīng)式電容傳感器焊縫跟蹤技術(shù)的研究.pdf

1、目前大部分焊接作業(yè)仍然處于傳統(tǒng)的手工焊、半自動(dòng)焊階段，存在著焊接環(huán)境差、浪費(fèi)勞動(dòng)力、焊接質(zhì)量低等缺點(diǎn)，特別是對于大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行批量生產(chǎn)時(shí)，焊接自動(dòng)化水平低的缺點(diǎn)就顯得尤為明顯。所以對于焊接過程中自動(dòng)化和智能化的發(fā)展研究將具有深遠(yuǎn)的意義；而實(shí)現(xiàn)焊接過程中的自動(dòng)化和智能化，其中最關(guān)鍵的技術(shù)就是傳感器技術(shù)，它是整個(gè)焊接系統(tǒng)的眼睛。
　　本文開始主要從研究背景和研究意義兩個(gè)方面對本文的選題進(jìn)行了簡要的介紹；然后詳細(xì)描述了電容式傳感器的研究

2、現(xiàn)狀和應(yīng)用領(lǐng)域，從中發(fā)現(xiàn)將電容式傳感器技術(shù)應(yīng)用于焊縫跟蹤領(lǐng)域的核心技術(shù)尚未成熟，依然存在很多缺陷。所以本文提出一種新型的電容式焊縫跟蹤傳感器用于焊縫跟蹤領(lǐng)域。具體的研究內(nèi)容如下：
　　（1）介紹了邊緣效應(yīng)式電容焊縫跟蹤傳感器的基本原理、焊縫跟蹤特點(diǎn)等，并且還詳細(xì)闡述了電容式傳感器焊縫跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)成，主要針對電容傳感器的探頭結(jié)構(gòu)、信號的采集與處理電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)以及十字滑架系統(tǒng)等方面進(jìn)行了介紹；
　?。?）設(shè)計(jì)了一種不同于

3、一般平行極板電容傳感器并適用于實(shí)時(shí)焊縫跟蹤的邊緣效應(yīng)式電容傳感器探頭結(jié)構(gòu)；并利用Unigraphics NX軟件繪制了該傳感器的三維圖；同時(shí)還使用Ansys有限元分析軟件，建立了傳感器的三維模型，并對傳感器的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，分析傳感器的輸出特性，確定適合于焊縫跟蹤的電容式傳感器最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)；
　　（3）提出了一種新型的線性度擬合方法，確定最佳一致逼近法擬合出來的直線線性度誤差最小，并且能夠滿足傳感器的輸出特性，使傳感器輸出

4、信號線性度良好。進(jìn)一步驗(yàn)證了電極互繞式同平面電容焊縫跟蹤傳感器應(yīng)用于焊縫跟蹤的可行性，為焊縫跟蹤領(lǐng)域提供了新的可靠技術(shù)；
　?。?）對采集來的邊緣效應(yīng)式電容焊縫跟蹤傳感信號進(jìn)行特征分析，在采用非線性小波變換閾值法的基礎(chǔ)上提出“折中閾值去噪法”，并將它用于實(shí)際焊縫跟蹤的降噪過程中；
　　（5）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用最優(yōu)通用閾值去噪后信號波形產(chǎn)生附加振蕩的問題，提出分層閾值的概念；利用粒子群優(yōu)化算法對小波閾值去噪中每一個(gè)分解尺度采取不