填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的信号处理研究
发布时间：2021-01-13 11:27
随着科技的发展,工业生产对焊接质量的要求不断提高,焊接过程自动化已成为必然趋势。TIG焊（Tungsten Inert Gas Welding）因为焊接质量高,所以广泛地被应用于各种重要焊接场合。工业生产中许多大型结构钢的焊接,需要使用焊丝填充。研究填丝TIG焊缝跟踪,有利于提高大型结构钢焊接的质量和效率。旋转电弧传感器是一种优秀的焊接传感器,在旋转电弧MIG焊（Melt Inert Gas Welding）自动化的研究中,已经取得了许多成果。本文将旋转电弧传感器应用于TIG焊,对填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的信号处理进行研究,为填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的实际应用奠定基础。本文介绍了国内外焊缝跟踪系统的研究现状,设计了一种填丝旋转电弧TIG焊缝跟踪系统。根据TIG焊的工艺流程,搭建了焊缝跟踪平台;通过理论分析和焊接实验研究,建立了填丝旋转电弧TIG焊的信号模型;研究了填丝旋转电弧TIG焊信号的滤波方法、偏差识别方法和运动控制算法。首先,搭建填丝旋转电弧TIG焊缝跟踪系统。焊缝跟踪系统使用TIG焊旋转电弧传感器探测焊缝信息,采集卡获取焊接电信号。焊缝跟踪系统的执行机构为十字滑...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 TIG焊研究现状
1.2.1 TIG焊方法研究现状
1.2.2 TIG焊电信号研究现状
1.3 旋转电弧传感器研究现状
1.3.1 旋转电弧传感器
1.3.2 旋转电弧传感器焊缝偏差识别方法
1.3.3 旋转电弧传感器焊缝跟踪技术
1.4 焊缝自动跟踪研究现状
1.4.1 焊缝自动跟踪传感器研究现状
1.4.2 焊缝自动跟踪信号处理研究现状
1.4.3 焊缝自动跟踪控制方法研究现状
1.5 本文的研究内容
1.6 本章小结
第2章 填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪系统
2.1 焊缝跟踪系统设计
2.1.1 焊缝跟踪系统组成
2.1.2 焊缝跟踪系统焊接流程
2.2 焊接系统
2.3 信号采集系统
2.3.1 采集系统硬件组成
2.3.2 信号采集流程
2.4 运动控制系统
2.4.1 运动控制系统硬件组成
2.4.2 运动控制流程
2.5 软件系统
2.6 系统融合
2.6.1 硬件系统的融合
2.6.2 软件系统的融合
2.7 本章小结
第3章 填丝旋转电弧TIG焊信号模型
3.1 旋转电弧焊接信号特征
3.1.1 V型焊缝电弧长度模型
3.1.2 旋转电弧焊接信号
3.2 旋转电弧TIG焊模型
3.3 填丝对焊接信号的影响
3.3.1 填丝方向对焊接信号的影响
3.3.2 填丝速度对焊缝的影响
3.3.3 填丝对旋转电弧TIG焊信号模型的影响
3.4 本章小结
第4章 填丝旋转电弧TIG焊信号处理
4.1 填丝旋转电弧TIG焊信号滤波
4.1.1 填丝旋转电弧TIG焊信号的分析
4.1.2 填丝旋转电弧TIG焊信号的滤波方法
4.1.3 填丝旋转电弧TIG焊信号滤波流程
4.2 旋转电弧传感器焊缝偏差模型
4.3 旋填丝转电弧TIG焊偏差识别方法
4.3.1 水平方向偏差识别
4.3.2 竖直方向偏差识别
4.3.3 偏差识别矫正
4.3.4 光耦初始安装角度测量
4.4 本章小结
第5章 焊缝跟踪控制方法与实验
5.1 焊缝跟踪运动控制算法
5.1.1 运动控制方法
5.1.2 运动控制器设计
5.2 基于十字滑块的焊缝跟踪方法
5.2.1 十字滑块运动模型
5.2.2 步进电机运动模式
5.2.3 十字滑块跟踪焊缝运动方法
5.3 参数整定
5.3.1 旋转电弧传感器光耦安装角度
5.3.2 运动控制器参数整定
5.4 焊缝跟踪实验
5.4.1 实验设计
5.4.2 实验结果分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转电弧传感移动机器人前倾后倾时对角焊缝的跟踪[J]. 刘诚,张华,乐健,郑鸣轩. 热加工工艺. 2019(03)
[2]窄间隙TIG焊电弧特性调控技术及进展[J]. 杨涛,李霄,李渊博. 热加工工艺. 2018(17)
[3]机器人型TIG焊自动化工作站的设计与研究[J]. 杨萍,李芳昕,赵凯,付宏文,朱忠良,郝云波,梁旭东. 电焊机. 2018(08)
[4]自动TIG焊在核电设备稳压器防热冲击套管焊接中的应用[J]. 李远. 金属加工(热加工). 2018(08)
[5]基于热传导的热丝TIG焊接技术[J]. 曹福俊,赵景奇,杜成超. 电焊机. 2018(06)
[6]CO2气保焊电信号的平移不变量小波消噪[J]. 黄勇,王克鸿,周晓晓. 机械工程学报. 2018(08)
[7]焊接可视化技术的发展与研究现状[J]. 于英飞,郭吉昌,朱志明. 焊接. 2017(12)
[8]焊接电弧监测技术研究现状及展望[J]. 蒋凡,李元锋,陈树君. 机械工程学报. 2018(02)
[9]基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势[J]. 范俊峰,景奉水,方灶军. 热加工工艺. 2017(05)
[10]焊接机器人的应用与前景[J]. 邵慧. 科技展望. 2017(06)
博士论文
[1]基于旋转电弧传感焊接机器人跟踪矩形焊缝的研究[D]. 乐健.南昌大学 2018
[2]移动机器人不连续焊缝跟踪技术研究[D]. 郭亮.南昌大学 2018
[3]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
[4]焊接电弧引燃过程的机理分析[D]. 石里男.北京工业大学 2011
[5]移动机器人旋转电弧传感焊枪偏差与倾角检测及角焊缝跟踪[D]. 高延峰.南昌大学 2008
硕士论文
[1]龙门式焊接机器人焊缝跟踪系统研究[D]. 刘诚.南昌大学 2018
[2]基于数值模拟的旋转电弧TIG焊熔滴过渡研究[D]. 王鑫.南昌大学 2018
[3]不锈钢填丝GPCA-TIG焊方法研究[D]. 任操.兰州理工大学 2018
[4]面向工字钢加强筋轨道式焊接机器人控制系统设计[D]. 李锦文.南昌大学 2017
[5]钨极氩弧焊弧长自动控制的研究[D]. 陈凤林.西南交通大学 2017
[6]脉冲钨极氩弧焊电弧模型初探[D]. 王金兵.天津大学 2016
本文编号：2974791
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.2 TIG焊研究现状
1.2.1 TIG焊方法研究现状
1.2.2 TIG焊电信号研究现状
1.3 旋转电弧传感器研究现状
1.3.1 旋转电弧传感器
1.3.2 旋转电弧传感器焊缝偏差识别方法
1.3.3 旋转电弧传感器焊缝跟踪技术
1.4 焊缝自动跟踪研究现状
1.4.1 焊缝自动跟踪传感器研究现状
1.4.2 焊缝自动跟踪信号处理研究现状
1.4.3 焊缝自动跟踪控制方法研究现状
1.5 本文的研究内容
1.6 本章小结
第2章 填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪系统
2.1 焊缝跟踪系统设计
2.1.1 焊缝跟踪系统组成
2.1.2 焊缝跟踪系统焊接流程
2.2 焊接系统
2.3 信号采集系统
2.3.1 采集系统硬件组成
2.3.2 信号采集流程
2.4 运动控制系统
2.4.1 运动控制系统硬件组成
2.4.2 运动控制流程
2.5 软件系统
2.6 系统融合
2.6.1 硬件系统的融合
2.6.2 软件系统的融合
2.7 本章小结
第3章 填丝旋转电弧TIG焊信号模型
3.1 旋转电弧焊接信号特征
3.1.1 V型焊缝电弧长度模型
3.1.2 旋转电弧焊接信号
3.2 旋转电弧TIG焊模型
3.3 填丝对焊接信号的影响
3.3.1 填丝方向对焊接信号的影响
3.3.2 填丝速度对焊缝的影响
3.3.3 填丝对旋转电弧TIG焊信号模型的影响
3.4 本章小结
第4章 填丝旋转电弧TIG焊信号处理
4.1 填丝旋转电弧TIG焊信号滤波
4.1.1 填丝旋转电弧TIG焊信号的分析
4.1.2 填丝旋转电弧TIG焊信号的滤波方法
4.1.3 填丝旋转电弧TIG焊信号滤波流程
4.2 旋转电弧传感器焊缝偏差模型
4.3 旋填丝转电弧TIG焊偏差识别方法
4.3.1 水平方向偏差识别
4.3.2 竖直方向偏差识别
4.3.3 偏差识别矫正
4.3.4 光耦初始安装角度测量
4.4 本章小结
第5章 焊缝跟踪控制方法与实验
5.1 焊缝跟踪运动控制算法
5.1.1 运动控制方法
5.1.2 运动控制器设计
5.2 基于十字滑块的焊缝跟踪方法
5.2.1 十字滑块运动模型
5.2.2 步进电机运动模式
5.2.3 十字滑块跟踪焊缝运动方法
5.3 参数整定
5.3.1 旋转电弧传感器光耦安装角度
5.3.2 运动控制器参数整定
5.4 焊缝跟踪实验
5.4.1 实验设计
5.4.2 实验结果分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转电弧传感移动机器人前倾后倾时对角焊缝的跟踪[J]. 刘诚,张华,乐健,郑鸣轩. 热加工工艺. 2019(03)
[2]窄间隙TIG焊电弧特性调控技术及进展[J]. 杨涛,李霄,李渊博. 热加工工艺. 2018(17)
[3]机器人型TIG焊自动化工作站的设计与研究[J]. 杨萍,李芳昕,赵凯,付宏文,朱忠良,郝云波,梁旭东. 电焊机. 2018(08)
[4]自动TIG焊在核电设备稳压器防热冲击套管焊接中的应用[J]. 李远. 金属加工(热加工). 2018(08)
[5]基于热传导的热丝TIG焊接技术[J]. 曹福俊,赵景奇,杜成超. 电焊机. 2018(06)
[6]CO2气保焊电信号的平移不变量小波消噪[J]. 黄勇,王克鸿,周晓晓. 机械工程学报. 2018(08)
[7]焊接可视化技术的发展与研究现状[J]. 于英飞,郭吉昌,朱志明. 焊接. 2017(12)
[8]焊接电弧监测技术研究现状及展望[J]. 蒋凡,李元锋,陈树君. 机械工程学报. 2018(02)
[9]基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势[J]. 范俊峰,景奉水,方灶军. 热加工工艺. 2017(05)
[10]焊接机器人的应用与前景[J]. 邵慧. 科技展望. 2017(06)
博士论文
[1]基于旋转电弧传感焊接机器人跟踪矩形焊缝的研究[D]. 乐健.南昌大学 2018
[2]移动机器人不连续焊缝跟踪技术研究[D]. 郭亮.南昌大学 2018
[3]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
[4]焊接电弧引燃过程的机理分析[D]. 石里男.北京工业大学 2011
[5]移动机器人旋转电弧传感焊枪偏差与倾角检测及角焊缝跟踪[D]. 高延峰.南昌大学 2008
硕士论文
[1]龙门式焊接机器人焊缝跟踪系统研究[D]. 刘诚.南昌大学 2018
[2]基于数值模拟的旋转电弧TIG焊熔滴过渡研究[D]. 王鑫.南昌大学 2018
[3]不锈钢填丝GPCA-TIG焊方法研究[D]. 任操.兰州理工大学 2018
[4]面向工字钢加强筋轨道式焊接机器人控制系统设计[D]. 李锦文.南昌大学 2017
[5]钨极氩弧焊弧长自动控制的研究[D]. 陈凤林.西南交通大学 2017
[6]脉冲钨极氩弧焊电弧模型初探[D]. 王金兵.天津大学 2016
本文编号：2974791
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2974791.html
