基于嵌入式系統(tǒng)的焊縫檢測智能傳感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、焊接是機(jī)械制造過程中極其重要的加工方法之一。早期的焊接通常是以人工方式來完成的。由于這種方式生產(chǎn)效率低，質(zhì)量不盡人意，而且現(xiàn)場弧光、射線嚴(yán)重?fù)p害操作者身體健康。為此，業(yè)內(nèi)人士經(jīng)過多年努力科技攻關(guān)，在智能化焊接方面取得了巨大成績。本課題組在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上，針對CCD(Charge Coupled Device，電荷藕合器件圖像傳感器)在抗弧光干擾方面的不足，使用GMR(eiant Magneto Resistive，巨磁阻)焊槍懸浮

2、高度傳感器(專利號：200320116511.7)和焊縫檢測傳感器實(shí)現(xiàn)對焊縫的跟蹤檢測。因傳感器體積大且相互獨(dú)立于不同位置，CPU要經(jīng)過大量數(shù)據(jù)處理才能夠正確獲取焊槍與焊縫的位置關(guān)系，導(dǎo)致CPU的負(fù)荷大大增加，嚴(yán)重影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能，并使得生產(chǎn)效率的提高受到制約。所以本論文提出了將GMR高度傳感器和焊縫檢測傳感器集成在一起，并使之小型化、智能化。因此，在硬件方面，將CPU和相關(guān)處理電路集成到傳感器中；在數(shù)據(jù)處理方面采用多傳感器數(shù)據(jù)融合的方

3、法，提高傳感器的響應(yīng)速度和檢測精度。通過研究，取得了以下成果： 1、研制了可檢測1～10mm寬的焊縫的智能傳感器，同時(shí)申請了發(fā)明專利(專利申請?zhí)枺?00510022244)。 2、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(shè)計(jì)出信號采集處理電路；并結(jié)合磁屏蔽和熱屏蔽技術(shù)，減小了焊接現(xiàn)場中的電磁場、弧光高溫等對智能傳感器的影響；此外，使用硬件和軟件相結(jié)合的方法，有效濾除了現(xiàn)場干擾信號。 3、首先

4、，對每路信息進(jìn)行初步判斷，然后根據(jù)判斷結(jié)果選擇相應(yīng)的融合規(guī)則，最后將結(jié)果送到上位運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。此方法實(shí)現(xiàn)了多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了智能傳感器的跟蹤精度。 4、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。使用C語言和匯編語言交叉編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)融合等任務(wù)。最后進(jìn)行了性能測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，軟件性能達(dá)到預(yù)期效果。 實(shí)驗(yàn)及理論分析結(jié)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(xiàn)超差情況。當(dāng)焊縫寬度為5mm時(shí)，該傳感器跟蹤精