焊縫位姿跟蹤的多軸耦合控制研究.pdf

1、在實(shí)際焊接過程中，因?yàn)楦黝惒欢ㄒ蛩氐挠绊懀瑢?dǎo)致焊接軌跡偏離焊縫，即形成焊縫偏差，從而對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。焊縫跟蹤作為焊接自動(dòng)化領(lǐng)域一項(xiàng)具有關(guān)鍵意義的技術(shù)，就是針對(duì)這個(gè)問題通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)提取軌跡偏差并調(diào)節(jié)焊接軌跡。通常焊縫跟蹤過程中，各軸根據(jù)各自偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以很好地解決單軸的跟蹤精度，然而焊縫位姿跟蹤是多軸協(xié)調(diào)控制的結(jié)果，每個(gè)調(diào)節(jié)軸的跟蹤誤差不協(xié)調(diào)會(huì)直接體現(xiàn)到焊縫輪廓上。因此進(jìn)一步研究以輪廓誤差作為控制目標(biāo)的焊縫位姿跟蹤對(duì)提

2、高焊接自動(dòng)化水平有著重要意義。本文針對(duì)基于復(fù)合傳感技術(shù)的GTAW過程，進(jìn)行焊縫位姿跟蹤的多軸耦合控制研究。
　　設(shè)計(jì)了一套由被動(dòng)視覺傳感器和弧壓傳感器組成的復(fù)合傳感系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取全面可靠、清晰穩(wěn)定的焊縫特征信息，及其對(duì)應(yīng)的一套完整的圖像和弧壓信息的處理算法提取焊縫位姿偏差。另外基于固高平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套焊縫位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)及相關(guān)焊接件夾具。最后在Visual C++軟件系統(tǒng)環(huán)境下采用多線程技術(shù)開發(fā)了一套焊縫跟蹤系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)包含縱向、豎向位

3、置及焊槍行走角的姿態(tài)的焊縫位姿的跟蹤。
　　首先針對(duì)焊縫跟蹤系統(tǒng)的誤差來源進(jìn)行分析之后，建立了只有平動(dòng)軸的焊縫位置跟蹤和帶轉(zhuǎn)動(dòng)軸的焊縫位姿跟蹤情況下的輪廓誤差計(jì)算模型。設(shè)計(jì)了一套針對(duì)輪廓誤差的多軸耦合控制的焊縫位姿跟蹤系統(tǒng)，由于輪廓誤差不能直接進(jìn)行控制，所以提出了相應(yīng)的焊縫跟蹤誤差補(bǔ)償量的成比例分配模型。此外設(shè)計(jì)了一套Fuzzy-P控制器，并通過MATLAB仿真試驗(yàn)驗(yàn)證其具有優(yōu)良的性能。最后對(duì)兩平動(dòng)軸和帶轉(zhuǎn)動(dòng)軸兩種情況分別基于所開