本文關(guān)鍵詞：基于電弧傳感的窄坡口管道焊接焊縫跟蹤技術(shù)研究

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【摘要】：海底管道鋪設(shè)全位置焊接機器人是深水管道鋪設(shè)系統(tǒng)中重要的專用鋪管設(shè)備,其穩(wěn)定的工作性能及較高的焊接效率是決定鋪管效率的第一因素�；陔娀鞲械恼驴诠艿篮附邮菍崿F(xiàn)海底管道鋪設(shè)焊接自動化的關(guān)鍵技術(shù),管道焊接采用窄坡口形式且屬于全位置焊接,陡峭的坡口側(cè)壁、小電流熔滴過渡及全位置焊接工藝參數(shù)的變化,增加了電弧傳感焊縫跟蹤方式的難度。本文在充分調(diào)研國內(nèi)外管道焊接機器人電弧傳感技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了窄坡管道焊接電弧傳感面臨的技術(shù)難點,提出了海底管道鋪設(shè)焊接機器人電弧傳感技術(shù)的總體研究方案,明確了需要研究的關(guān)鍵技術(shù)。主要研究工作如下：(1)以擺動電弧傳感為切入點,搭建了一套具備數(shù)據(jù)采集、偏差計算和偏差調(diào)整功能的焊縫跟蹤焊接試驗系統(tǒng),研究了焊槍擺動頻率對電弧傳感信號靈敏度的影響規(guī)律；通過研究不同側(cè)壁距離下的溶滴特性,獲得了焊絲穩(wěn)定燃燒的最佳距離值及穩(wěn)定的焊接電信號；(2)研究了窄坡口電弧傳感的機理,建立了不同熔滴過渡下的窄坡口電弧傳感數(shù)值模型,該模型可實現(xiàn)3種熔滴過渡的轉(zhuǎn)換。在數(shù)值模型的基礎(chǔ)上加入了焊炬在坡口中的擺動模型,進行了不同擺頻和擺寬條件下的焊接電信號波形仿真。(3)針對熔滴過渡對電弧信號的影響,采用coif5小波進行電弧信號的濾波處理,可去除電弧傳感信號中的噪聲信號,獲得了穩(wěn)定的電弧偏差信號。(4)通過分析熔化極氣體保護焊接電弧信號,提出了區(qū)間積分偏差提取算法,采用了帶死區(qū)的PID控制策略,編寫了基于LabVIEW焊縫跟蹤算法程序,獲得了較好的穩(wěn)定性。以上研究成果為海底管道鋪設(shè)焊接機器人智能化關(guān)鍵技術(shù)的研究奠定了基礎(chǔ),提升了國內(nèi)海底管道鋪設(shè)焊接機器人的研究水平。
【關(guān)鍵詞】：管道焊縫跟蹤 電弧傳感 小波降噪 Simulink仿真 LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG409
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 符號說明16-18
• 第一章 緒論18-29
• 1.1 前言18-23
• 1.2 國內(nèi)外管道焊縫跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀23-25
• 1.2.1 國外焊縫跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀24
• 1.2.2 國內(nèi)焊縫跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀24-25
• 1.3 熔化極氣體保護焊電弧傳感數(shù)值模型25-26
• 1.4 擺動電弧傳感的原理26-29
• 第二章 窄坡口擺動電弧傳感數(shù)值仿真29-43
• 2.1 電弧傳感系統(tǒng)的簡化29-30
• 2.2 GMAW射流過渡模式模型30-34
• 2.2.1 GMAW焊接電源數(shù)值模型30-31
• 2.2.2 射流模式電弧數(shù)值模型31-32
• 2.2.3 焊絲融化率數(shù)值模型32-33
• 2.2.4 射流模式下的電流電壓數(shù)值模型33-34
• 2.3 GMAW球狀過渡模式模型34-36
• 2.3.1 球狀過渡電弧數(shù)值模型34-36
• 2.3.2 球狀過渡電流電壓數(shù)值模型36
• 2.4 GMAW短路過渡數(shù)值模型建立36-39
• 2.4.1 短路過渡電弧模型37-38
• 2.4.2 短路模式電流電壓數(shù)值整體模型38-39
• 2.5 窄坡口熔化極電弧焊模型39-42
• 2.5.1 窄坡口模型39-40
• 2.5.2 窄坡口射流過渡模式模型40-41
• 2.5.3 窄坡口短路過渡模式模型41-42
• 2.6 仿真實驗條件42-43
• 第三章 窄坡口電弧傳感特性試驗研究43-81
• 3.1 窄坡口焊接試驗系統(tǒng)43-51
• 3.1.1 窄坡口焊接試驗裝置43-45
• 3.1.2 焊接電源45
• 3.1.3 平臺控制系統(tǒng)設(shè)計45-46
• 3.1.4 信號采集系統(tǒng)46-50
• 3.1.5 全位置變位機50
• 3.1.6 試驗材料50-51
• 3.2 基于CAN-OPEN的試驗平臺控制程序51-57
• 3.2.1 運動電機控制程序52-53
• 3.2.2 擺動焊炬控制程序53-55
• 3.2.3 電弧傳感信號采集程序55-56
• 3.2.4 起弧程序和斷弧程序56-57
• 3.3 最優(yōu)擺頻焊接試驗57-70
• 3.3.1 試驗步驟58-59
• 3.3.2 最優(yōu)擺頻實驗結(jié)果59-70
• 3.4 不同擺寬焊接試驗70-75
• 3.4.1 試驗步驟70-71
• 3.4.2 最優(yōu)擺寬實驗結(jié)果71-75
• 3.5 不同位置焊接試驗75-81
• 3.5.1 試驗步驟75-76
• 3.5.2 試驗結(jié)果76-81
• 第四章 窄坡口焊縫跟蹤試驗81-93
• 4.1 焊縫跟蹤程序開發(fā)81-89
• 4.1.1 數(shù)據(jù)采集程序81-84
• 4.1.2 管道全位置焊接左右跟蹤算法程序84-89
• 4.2 焊縫跟蹤試驗步驟89-90
• 4.3.焊縫跟蹤試驗結(jié)果90-93
• 第五章 總結(jié)與展望93-95
• 5.1 總結(jié)93-94
• 5.2 展望94-95
• 參考文獻95-98
• 致謝98-100
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文100-102
• 作者及導(dǎo)師簡介102-103
• 附件103-104

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1 胡繩蓀,劉勇,孫棟,王玉龍;超聲傳感埋弧焊焊縫跟蹤的研究[J];壓力容器;2001年01期

2 王偉,鄒奇仕,朱六妹,宋國軍;視覺傳感焊縫跟蹤技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及實施方案探討[J];電焊機;2002年05期

3 林三寶,楊春利,R J Beattie;激光焊縫跟蹤在厚壁壓力容器焊接中的應(yīng)用[J];焊接;2004年11期

4 何龍標(biāo),吳敏生,李路明,段向陽;電弧超聲焊縫跟蹤的試驗研究[J];電焊機;2005年08期

5 鄭軍;潘際鑾;;基于視覺檢測的焊縫跟蹤技術(shù)[J];金屬加工(熱加工);2008年24期

6 肖增文;劉極峰;陳志超;龔勛;;激光預(yù)掃描技術(shù)在曲焊縫跟蹤中的應(yīng)用[J];焊接學(xué)報;2008年12期

7 黃榮杰;楊家軍;王建偉;李永久;;焊縫跟蹤技術(shù)的應(yīng)用研究[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年03期

8 盛仲曦;馬宏波;衛(wèi)善春;林濤;;基于視覺傳感的焊縫跟蹤技術(shù)[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2010年S1期

9 趙玉娟;;利用焊縫檢測儀解決鍍鋅焊縫跟蹤不準(zhǔn)的問題[J];工具技術(shù);2012年05期

10 李永安;;電弧焊的焊縫跟蹤[J];焊接通訊;1981年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 喬慧明;;冷軋焊縫跟蹤技術(shù)[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2011年年會論文集[C];2011年

2 黃榮杰;楊家軍;王建偉;李永久;;焊縫跟蹤技術(shù)的應(yīng)用研究[A];湖北省機械工程學(xué)會設(shè)計與傳動學(xué)會、武漢機械設(shè)計與傳動學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集（2）[C];2008年

3 黃民雙;黃軍芬;馮音琦;曹瑩瑜;蔣力培;;光纖焊縫跟蹤傳感系統(tǒng)研究[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（二）[C];2007年

4 董德祥;亢稚祿;;接觸式光電傳感焊縫跟蹤技術(shù)的研究[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

5 周律;陳善本;林濤;;弧焊機器人焊縫跟蹤方法的研究現(xiàn)狀[A];第十一次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2005年

6 柳長春;鄭軍;吳峰;潘際鑾;;移動式焊接機器人焊縫跟蹤控制研究[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

7 孫昕輝;;基于DSP的管道TIG焊焊縫跟蹤系統(tǒng)[A];2013年中國海洋工程技術(shù)年會論文集[C];2013年

8 高峰;劉文樹;賀海清;王文友;韓洪玉;王志強;;酸軋聯(lián)機生產(chǎn)線破鱗機設(shè)備功能及控制[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會論文集（下）[C];2009年

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1 葉建雄;旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍傾角檢測及水下焊縫跟蹤技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2007年

2 李湘文;中厚板復(fù)雜軌跡焊縫跟蹤的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湘潭大學(xué);2012年

3 沈鴻源;鋁合金弧焊機器人視覺實時焊縫跟蹤與成形控制方法研究[D];上海交通大學(xué);2008年

4 高延峰;移動機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍偏差與傾角檢測及角焊縫跟蹤[D];南昌大學(xué);2008年

5 李云峰;銅包鋁線坯高速TIG焊工藝與焊縫跟蹤及熔寬控制[D];吉林大學(xué);2008年

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1 許健;基于位置傳感器的焊縫跟蹤信號的檢測與處理[D];沈陽大學(xué);2015年

2 樂健;平面自主移動機器人空間彎曲角焊縫跟蹤控制[D];南昌大學(xué);2015年

3 張厚寶;基于ARM的焊接機器人控制器的研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 熊睿;基于DSC的焊縫跟蹤控制研究[D];南昌大學(xué);2015年

5 施浩;厚板窄間隙多層多道自動化激光填絲焊接及焊縫跟蹤[D];上海交通大學(xué);2015年

6 楊茜;基于焊接過程視覺特征的三明治結(jié)構(gòu)激光焊接焊縫跟蹤[D];上海交通大學(xué);2015年

7 王鵬;鍍鋅生產(chǎn)線退火爐焊縫跟蹤的數(shù)學(xué)模型研究[D];東北大學(xué);2013年

8 李振凱;磁控擺動電弧焊縫跟蹤傳感器的優(yōu)化[D];湘潭大學(xué);2015年

9 柳健;基于磁控電弧實時焊縫跟蹤的滑模變結(jié)構(gòu)控制研究[D];湘潭大學(xué);2015年

10 沈鵬程;基于激光視覺的焊縫跟蹤及糾偏系統(tǒng)[D];中國計量學(xué)院;2015年

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本文編號：1065060