三維焊縫檢測智能傳感器的設計與應用.pdf

1、巨型鋼罐在我國經濟建設中起著重要作用，它常用于裝載易燃、易爆、有毒物品。因此，罐的質量要求很高，那么高質量的鋼罐關鍵在于智能化焊接技術，而該技術的核心是傳感器。本課題組在總結前人成果及前期工作的基礎上，針對光學傳感器需要激光源激勵、抗弧光干擾能力的不足，使用GMR(Giant Magneto Resistive，巨磁阻)焊槍懸浮高度傳感器(專利號：200320116511.7)和焊縫檢測傳感器實現對焊縫的跟蹤檢測。針對傳感器激勵源信號發(fā)

2、生電路存在分立元器件較多，尤其是電容器的體積較大、信號參數不易調節(jié)等不足，采用數字方法，即由數字系統(tǒng)產生數字化的正弦信號數據，并將GMR焊槍懸浮高度傳感器、焊縫檢測傳感器和相應的微處理器有機集成在一起，使之小型化，設計出三維焊縫檢測智能傳感器，通過研究，取得了以下成果： 1、研制了可檢測1～10mm寬焊縫的焊縫位置檢測焊槍懸浮高度跟蹤監(jiān)測雙功能傳感器，同時申請了發(fā)明專利(專利號：ZL 200520036413.1)。 2

3、、針對多層膜GMR焊槍懸浮高度傳感器和焊縫檢測傳感器的工作特性，設計出合理的信號采集處理電路；并結合抗干擾技術，減小了焊接現場中的電磁場、弧光高溫等對智能傳感器的影響。 3、針對三維焊縫的不同特征和本智能傳感器的空間結構，分別采用GMR高度傳感器聯(lián)合檢測算法和焊縫檢測傳感器判別算法來實現對空間焊縫的實時跟蹤檢測。 4、從巨型鋼罐體外縫焊接MAG(Metal Active Gas arc welding，熔化電極富氫混合氣

4、體保護焊接，簡稱MAG)工藝出發(fā)，論述了智能化特種罐體焊接機控制系統(tǒng)的整機結構設計和簡述了如何利用模糊神經網絡實現智能控制及其實現規(guī)定的技術指標所采取的技術路線和措施，建立了相應的數學模型，對于磁阻用于研制其它傳感器有借鑒作用。 實驗及理論分析結果表明：本智能傳感器性能優(yōu)良，在跟蹤焊縫過程中沒有出現超差情況。當焊縫寬度為5mm時，該傳感器跟蹤精度達到了偏離焊縫中心不大于±1.0mm；懸浮高度方向為4.5～5.5mm時，識別精度達