文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
铝合金MIG焊过程MIMO模型辨识及控制系统仿真
姓名:李建军
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:樊丁;石玗
20070601
摘要近年来,随着汽车、列车等运输工具向轻量化发展,对铝合金的需求越来越大,也对铝合金焊接结构生产的自动化、智能化要求日益增高。而铝合金焊接的特殊性以及目前的示教再现型焊接机器人较低的适应能力,严重制约了焊接机器人在铝合金焊接中的应用。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响,提高焊接机器人作业的智能化水平和工作的可靠性,要求焊接机器人系统能够实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制。基于视觉传感的焊接过程传感与多变量控制是未来最有发展前途的焊接过程控制方法之一。本文采用了铝合金焊接区图像视觉检测系统,通过窄带滤光结构,有效地克服了弧光干扰,并获得了比较清晰的铝合金负附忧枷瘛Mü治雎梁辖负附忧枷裉卣鳎谛翁Х椒ㄌ崛∪鄢乜矶人惴ǖ幕∩希岢隽撕附干伸长特征的图像提取算法。通过熔宽提取算法和焊接干伸长提取算法,能获得稳定可靠的熔宽和干伸长值。介绍了铝合金负附拥缌髡伎毡取⒒档缌鳌⒎逯档缌鳌⒑附铀俣取⑺丝速度对熔宽的影响规律,并在其基础上,通过平板堆焊试验研究了这些参数对焊接干伸长的影响规律;在铝合金机器人脉冲钙桨宥押腹谈骱附硬问正面熔宽之间的传递函数的基础上,采用铝合金平板堆焊阶跃试验,利用曲线拟合法辨识了铝合金机器人脉冲付檀ǖ莺⒘撕附拥缌髡伎毡取基值电流、焊接速度、送丝速度与焊接干伸长之间的对象数学模型。通过对象数学模型参数的修正,得到了铝合金机器人脉冲窶韵竽P汀@酶媚型,实现了铝合金溉劭淼ケ淞靠刂葡低澈投月梁辖餗焊焊接干伸长单变量控制系统进行了仿真。铝合金溉劭淼ケ淞靠刂葡低车暮附邮匝楸砻鳎采用熔池宽度实时控制的焊缝仍然不能满足铝合金焊接的高质量要求,必须采用多个参数来控制焊缝的质量。铝合金负附痈缮斐さケ淞靠刂葡低撤抡娼峁表明,采用刂破骺刂频穆梁辖餗焊焊接干伸长控制系统,能满足实际焊接过程中对焊接干伸长的控制要求。利用辨识的铝合金窶韵竽P停擞枚啾淞靠刂评砺郏⑹圆捎了不同的铝合金负附庸趟ū淞靠刂葡低辰泻附庸炭刂啤Mü抡娣析发现,不采用解耦措施的双变量控制系统,不能获得适合实际焊接要求的系统性能,同时也发现采用神经网络刂频纳窬缍韵竽婺P徒怦羁刂葡低辰构和解耦算法来控制铝合金负附庸蹋苋〉寐獾亩臀忍阅堋关键词:焊接机器人;铝合金;脉冲福皇泳醮ǜ校荒P捅媸叮欢啾淞靠刂疲解耦;仿真
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篈篋籗瑃籄;;硕士学位论文豷.—籔籚
图铝合金Ⅻ负附忧枷竦幕叶确植肌插图索引图双色热图像焊接温度场传感系统⋯.....图激光频闪熔池视觉传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图脉冲瑀熔池正反两面图像视觉传感系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊接区图像视觉传感与控制系统的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊接区视觉图像传感系统标定示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊枪与工件距离对传感图像的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图弧长对焊接区图像采集的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊枪角度对焊接区图像采集的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊接区图像⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图形态学方法图像处理结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图前期干伸长图像处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图干伸长提取流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯袢〉耐枷瘛图焊丝ㄎ环治鐾肌图叠加后较蛳袼胤治鐾肌图干伸长长度算法提取值与直接提取值对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图脉冲电流波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图占空比对熔宽的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图基值电流对熔宽的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图脉冲峰值电流对熔宽的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图送丝速度对熔宽的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图焊接速度对熔宽的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图基值电流对干伸长的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图脉冲峰值电流对干伸长的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图退克俣榷愿缮斐さ挠跋臁图附铀俣榷杂谏斐さ挠跋臁图档缌鹘自颈浠备缮斐こ叽缍煊η摺图媸端媚P偷幕档缌鹘自鞠煊η吆驮冀自厩叩亩员取图退克俣冉自颈浠备缮斐こ叽缍煊η摺图媸端媚P偷乃退克俣冉自鞠煊η吆驮冀自厩叩亩员取图伎毡冉自颈浠备缮斐こ叽缍煊η摺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图铝合金脉冲负附忧枷瘛图图占空比对焊接干伸长的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅳ硕士学位论文
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