基于旋轉(zhuǎn)電弧的焊縫跟蹤移動機(jī)器人的研究.pdf

1、隨著用于焊接的鋼材總量逐年上升,作為材料加工主要手段的焊接在工程應(yīng)用中也越來越廣。但由于焊接工作強(qiáng)度大,工作環(huán)境惡劣,并且焊接煙塵對人體也有一定的傷害。尤其以獨(dú)生子女為主的80/90逐漸成為主要工作者后愿意從事焊接工作的工人越來越少,因此,實(shí)現(xiàn)焊接自動化顯得尤為迫切。本文的主要目的在于研究能長時(shí)間穩(wěn)定自主跟蹤長焊縫的焊縫跟蹤系統(tǒng)。
　　本文分析了電弧傳感器的工作特點(diǎn),對電弧傳感器難以長時(shí)間進(jìn)行焊接作業(yè)的原因進(jìn)行了分析;并對掃描焊炬

2、進(jìn)行了熱分析,找到了導(dǎo)致電弧傳感器信號不穩(wěn)定的原因。針對上述結(jié)果設(shè)計(jì)了帶冷卻系統(tǒng)的導(dǎo)電桿模塊,解決長時(shí)間焊接過程中焊炬溫度過高的問題;在此基礎(chǔ)上對電弧傳感器進(jìn)行了整體優(yōu)化設(shè)計(jì):將光碼盤及其處理電路內(nèi)置,優(yōu)化了水、氣、電通路,并生產(chǎn)制作了掃描焊炬。
　　采用數(shù)學(xué)建模的方法對十字滑塊作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的焊縫跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了研究,建立動態(tài)電弧的運(yùn)動模型并進(jìn)行了Matlab仿真,分析了十字滑塊的運(yùn)動對電弧偏差信號的影響,確定了旋轉(zhuǎn)頻率和滑塊運(yùn)動速

3、度的范圍,并對焊縫跟蹤算法算法進(jìn)行了改進(jìn)。提高了局部跟蹤精度,提高了抗干擾的能力。
　　對移動式機(jī)器人運(yùn)動平臺進(jìn)行了運(yùn)動分析,建立了以偏差角和焊接速度控制小車沿焊縫方向運(yùn)動的計(jì)算公式,并采用PID算法對驅(qū)動小車的電機(jī)進(jìn)行控制,
　　對焊接電流進(jìn)行了建模分析,并得出了極值點(diǎn)反映焊縫偏差角的結(jié)論,在此基礎(chǔ)上,采用區(qū)間積分比較法獲得了焊縫偏差角的近似值。
　　分析了以焊縫偏差角控制機(jī)器人移動平臺,焊縫偏差量控制十字滑塊進(jìn)行焊