一種窄間隙GMA焊縫深度的自動跟蹤與控制方法可編輯

1、一種窄間隙GMA旱縫深度的自動跟蹤與控制方法種窄間隙焊縫深度的自動跟蹤與控制方法方迪生, 閔慶凱沈陽大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 , 遼寧 沈陽摘 要: 在窄間隙中 , 采用協(xié)調(diào)控制的方式 , 在形成背面焊縫的同時 , 得到穩(wěn)定 的第一層焊縫深度。焊縫自動跟蹤系統(tǒng)由芯片完成 , 并由個人電腦控制。焊槍不僅要橫向 擺動, 而且還要沿焊縫方向前后移動。焊槍首先向前移動形成背面焊縫 , 然后重疊向后移動形成第 一層焊縫 ,因此, 可獲得單面焊雙面成型。關(guān)鍵詞:智能控制;焊槍擺動 ;焊縫自動跟蹤 中圖分類號 : 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 : , , , : , . ?. ,. , .: , , 在窄間隙厚板焊接中 , 一般采

2、用多層焊的焊接 工藝, 而多層焊的焊接質(zhì)量主要取決于第一層焊縫 形成質(zhì)量, 因此得到穩(wěn)定的第一層焊縫深度至關(guān)重 要。但是傳統(tǒng)的焊接方法很難保證在得到較寬的背 面焊縫的同時得到穩(wěn)定的焊縫深度。 本文以焊接 厚的鋼材為例 , 介紹一種包括焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)器人、焊縫跟蹤系統(tǒng)在內(nèi)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和一種焊槍擺動方式。利用這種控制系統(tǒng)和槍頭擺動方式焊接來保證同時得到背面焊縫和穩(wěn)定的圖 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理圖第一層焊縫。其中的焊槍擺動方式要求焊槍不僅要焊槍的擺動方式橫向擺動, 而且還要沿焊縫方向前后移動。焊接過程由攝像頭監(jiān)視 , 以確保焊接過程中電弧處于 焊接母材為厚的鋼材 ,開 型 坡口,根部厚為,焊

3、接間隙為 ,根部間隙為正確的位置上 , 這個功能集成在焊縫自動跟蹤系統(tǒng), 因此橫向擺動寬度為 , 擺動頻率為中。所用焊絲直徑為 . 。焊槍不僅要橫向協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)擺動, 而且還要前后移動。焊槍的擺動方式如圖所示。整個焊接系統(tǒng)由個人電腦發(fā)送同步信號控制 ,首先, 焊槍以 的速度向前快速移動如圖 所示。通過個人電腦發(fā)送電源特性來產(chǎn)生脈 , 然后速度降低到 , 向后 重疊移動沖電流 , 個人電腦與焊接機(jī)器人控制器相連接。在o在快速向前的移動過程中 , 電弧作用在根部并熔送絲機(jī)構(gòu)中有 個調(diào)速器 , 通過它調(diào)節(jié)送絲速度 , 而 化根部, 產(chǎn)生焊接熔池并形成背面焊縫。向后移動 送絲速度和焊接速度則由前饋控制

4、系統(tǒng)獲取。橫向 過程中, 電弧作用在熔池上 , 使焊絲熔化產(chǎn)生的熔滴 擺動中心相對于坡口中心的偏離通過焊縫自動跟蹤 良好地過渡到熔池中 , 從而得到穩(wěn)定的焊縫。為了 系統(tǒng)監(jiān)測。而且焊縫自動跟蹤系統(tǒng)可以隨時調(diào)整其 保證短弧焊接 , 焊槍的高度隨位置的變化而變化。 偏離度, 使橫向擺動中心始終位于坡口中心上。 在向前移動過程中 , 焊槍高度低于 , 而向后移新技術(shù)新工藝 ?熱加工工藝技術(shù)與材料研究 年 第 期 ?動過程中,焊槍 高度高于。脈沖電流為影響。隨焊接間隙變化的焊接條件由前饋控制系統(tǒng)。 焊槍橫向擺動與電流波 形關(guān)系如圖 所示。調(diào)整。這個前饋控制系統(tǒng)如圖 所示。焊槍前后移 焊接電流在橫向擺動

5、中心降低是為了降低電弧亮度 動的行程隨著焊接間隙的增大而增大 , 因?yàn)楹附娱g 對攝像頭拍攝效果的影響。 隙增大的話 , 熱源輸入也會增大。 固定在焊槍 的前端, 在焊接過程中 ,拍攝焊接熔池和電弧的圖像 , 監(jiān)視電弧位置和熔池 狀態(tài)。在焊槍擺動方式中 , 當(dāng)焊槍向前過程中移動 到最前端時 ,如圖 中 點(diǎn), 會攝取 點(diǎn)處的圖像,也就是熔池前端邊緣的狀況 , 從而檢測電弧位 置是否出錯。還會在橫向擺動中心擺動到坡 口中心時拍攝圖像 ,通過芯片處理 ,可以從圖 焊接件的焊縫 像中看到熔池的狀況和電弧的位置。處理后的圖像 咆塑丑 被發(fā)送到個人電腦里保存。 橫向擺動中心相對于坡口中心的偏離可通過焊 縫跟

6、蹤系統(tǒng)作實(shí)時調(diào)整。橫向擺動 預(yù)想的 焊接方向 度和電圖 前饋控制系統(tǒng) 結(jié)語沿焊縫方向移動 為了監(jiān)視電弧長度和焊縫的高度 , 用攝像 圖 焊接槍頭的擺動方式 機(jī)拍攝熔池和電弧的圖像。如果第一層焊縫的可濕 性很好, 就很容易施行第二層焊接。通過控制焊接 電流的脈沖寬度和焊接速度來保證電弧長度和焊縫 : 重 高度, 最終獲得高質(zhì)量的焊接。/ ; 芒 三 二 參考文獻(xiàn) 。 芒 一. 一 三 一 ,. ? . . . ,. .0|4，釃耐. , , :.圖 焊槍橫向擺動與電流波形關(guān)系 , ,.焊縫自動跟蹤系統(tǒng) .?焊縫跟蹤系統(tǒng)主要包括攝像頭、處 , .理芯片、激光產(chǎn)生器。在焊接之前 ,拍攝用激 , , . ? 光縫照亮的坡口 , 通過處理圖像得到焊接間隙 .? 值。得到的數(shù)據(jù)傳送到電腦中