文档介绍：摘要
摘要
伴随着海洋开发、湖泊港口工程的大量出现,对水下焊接技术提出了新的
要求。基于旋转电弧传感的湿法水下焊接技术和焊枪倾角的实时检测在世界范
围内研究甚少,国内外尚没有这方面的研究报道。
论文建立了国内第一套基于旋转电弧传感器的水下焊缝纠偏和焊枪倾角实
时检测软硬件系统,探索水下湿法药芯焊丝焊接工艺,实现焊枪倾角实
时检测和水下焊缝自动跟踪。
论文主要采用区间积分差值法来进行焊枪水平偏差和竖直偏差的判别,对
焊接电流采用多种数字信号处理方法,有效地提高了信号的稳定性、可靠性和
真实性提出了求取最佳分界线和积分区间的观点,通过大量的实验数据分析,
得到了水平和竖直方向的偏差判别标准针对不同对象设计了模糊控制器和复
合控制器来实现快速稳定的偏差纠正。
论文还探讨了应用谐波系数分析法和人工神经网络法在旋转电弧传感偏差
判别方式,通过分析得到了相关的结论。
从理论上分析了利用旋转电弧进行倾角检测的方法原理并通过实验的方法
进行分析总结,分别得到了焊枪在对中、完全偏左和完全偏右三种状态下的倾
角判据。
以十为开发工具,基于多任务操作系统设计了一套界面友好、
功能较全的应用软件。
论文最后在所搭建的硬件平台上进行了实验验证。大量的实验证明了本系
统能够在陆地和水下焊接过程中准确地跟踪多种形式的焊缝,具有较高的跟踪
可靠性能够实现多种状态下的倾角检测,结果比较准确。
关键词湿法焊接焊缝跟踪倾角检测旋转电弧
此
妙
学位论文独创性声明
学位论文独创性声明
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第章引言
第章引言
研究意义
焊接自动化是生产实践的客观需求
焊接是一种将材料进行永久连接,并成为具有给定功能结构的制造技术【
焊接已广泛应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航
天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等各个部门。在金属制造业中,焊接
现在已成为仅次于装配和机械加工的第三大产业。在工业发达国家,每年钢铁
产量的左右要通过焊接才能转化为最终的产品。自现代焊接技术问世以来,
焊接生产的机械化、自动化和机器人化一直在不断发展之中。据统计,日本在
年共有焊接工人四十多万名,而年减少为三十多万名,年则为
名,大约每年减少的焊接工人数。这些数据表明,在过去
的二十多年中,焊接工作不断地由手工操作转为自动、半自动焊接乃至机器人
焊接。文献研究了焊接机器人的历史、现状和发展趋势并对国内的焊接机
器人使用状况做了调查。
由此可见,随着现代焊接生产的自动化程度越来越高以及机器人焊接技术
的发展,对焊缝自动跟踪技术的需求也越来越迫切,文献从三个方面阐述了
焊缝跟踪的优点
、提高焊接质量
由于待焊工件存在下料加工及装配的误差,焊接热过程引起的变形事先也
难以预料,因此给定轨迹的目标控制或程序控制方式己无能为力,具有焊
缝自动跟踪能力的自适应系统自然成为首选目标。
、改善焊接工人工作条件
由于焊接过程产生强烈的热、烟尘和弧光,导致现场工作环境非常恶劣,
对工人的体能消耗很大。采用自动焊接系统是将人从手工焊接的恶劣环境中解
放出来的根本途径。
提高生产率
手工焊接的效率很低。据统计,工人实际焊接的时间不足其工作时间的
自动焊接系统的生产效率远远高于手工焊接,而采用焊缝自动跟踪系统
第章引言
海洋平台和海底管道等各种海洋结构物的陆上预制、海上安装与水下修复
的基本手段是连接技
术。因为水深、结构形
式、重要性差异显著,
正在使用或者拟将使
用的海洋工程连接方
法,尤其是水下连接方
法相当丰富,如右图所
示,针对某个具体的工
程,