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弧焊机器人CO2焊接过程存在多种干扰因素,比如工件尺寸的加工和装配误差、工件热变形及弧长变化等等。这些干扰因素对焊接质量有重要影响。在焊接过程当中,如果能够实时地检测到焊接过程的干扰信息,及时调整焊接过程的工艺参数,实现对焊接质量在线监控,则可以避免焊件的报废,保证焊接接头的质量,具有巨大的经济效益和工程实用价值。 电弧焊接过程是一个多因素交互作用的复杂过程,焊接过程的状态与许多参数有关。然而在焊接过程当中,当焊接条件发生改变时,有些参数变化明显,而有些则不甚明显。因而,如何从这些参数中提取出能够明显表征不同工艺条件的特征信息,便成为焊接过程实时监控的重要一环。不同工艺条件下的焊接质量的好坏,肯定会反映在与焊接过程本身固有的焊接工艺参数上,如焊接电流、焊接电压、电弧声压、熔滴过渡频率等等。众所周知,运用电弧传感对焊接过程电参数(焊接电压、焊接电流)进行检测,具有经济性、实用性、可靠性等优点。 本文以对接接头和T型接头为研究对象,开展机器人CO2焊接工艺试验,采用电弧传感的方法实时测量和处理焊接电参数信号。分别在两种焊接接头中人为地加工出缺口,以模拟实际焊接生产过程中的装配间隙等干扰因素。研发出基于NI-6221数据采集卡和LabVIEW软件的机器人CO2焊接电参数实时采集和处理系统,实时地提取机器人CO2焊接过程有干扰时的特征信息。结果表明,两种焊接工艺条件下,所提取出的焊接过程特征信息并不一样,但是均能很好地反映所对应的焊接过程,证实了焊接过程的特征信息与干扰因素的相关性。 针对对接接头,本文设计了基于SPC(统计过程控制)方法的均值控制图,以对接接头焊接过程的特征值UM作为控制变量。利用正常焊接过程时的UM处于受控状态,而有扰动焊接时的UM则处于非受控状态的原理,对焊接过程进行实时监控。当焊接过程处于非受控状态时,监控系统就自动发出警报。结果表明,利用此方法进行实时监控能够达到监控的要求。 针对T型接头,本文开发了模糊Kohonen神经网络系统,以T型接头焊接过