薄板自動(dòng)化焊接是自動(dòng)化焊接中的難點(diǎn),其關(guān)鍵在于熔透情況的控制�，F(xiàn)有的薄板自動(dòng)化焊接主要采用非熔化極氣體保護(hù)焊（Gas Tungsten Arc Welding,GTAW）和脈沖熔化極氣體保護(hù)焊（Pulse Gas Metal Arc Welding,P-GMAW）來實(shí)現(xiàn)。與非熔化極氣體保護(hù)焊相比,脈沖熔化極氣體保護(hù)焊具有效率高、適應(yīng)性強(qiáng)以及熱輸入量可控的優(yōu)點(diǎn),在薄板自動(dòng)化焊接中的應(yīng)用更為廣泛且更具有研究意義。現(xiàn)有的焊接過程控制研究主要集中在GTAW而對(duì)于P-GMAW的研究相對(duì)較少,其主要原因是P-GMAW過程要比GTAW復(fù)雜,傳感以及控制難度也遠(yuǎn)大于GTAW過程。本文以脈沖熔化極薄板自動(dòng)化焊接為研究對(duì)象,以實(shí)現(xiàn)反面熔寬控制為目的,深入研究了脈沖熔化極薄板焊接過程中正面熔池的傳感方式、反面熔寬的影響因素及預(yù)測(cè)建模以及反面熔寬智能化控制器的設(shè)計(jì)等。首先,綜合考慮弧光光強(qiáng)的特性以及高溫金屬黑體輻射的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一套用于焊接過程傳感的主被動(dòng)復(fù)合視覺傳感系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)于熔池和焊縫圖像實(shí)時(shí)在線獲取。為了實(shí)現(xiàn)P-GMAW反面熔池寬度智能控制,分別建立了焊接電源及控制系統(tǒng)和機(jī)器人及控制系統(tǒng)。為了研究焊接... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

單攝像機(jī)雙目視覺傳感系統(tǒng)[66]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文 棒性的控制器來實(shí)現(xiàn)焊接過程控制。隨著控制理論和控制方法的不斷發(fā)展和提出，已有不少控制方法被用于焊接領(lǐng)域，并取得了良好的控制效果。 文獻(xiàn)[94]將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)相結(jié)合設(shè)計(jì)了一套如圖 1-18 所示的智能控制系統(tǒng)，并將其用于脈沖 GTAW 過程的控制。如圖中所示，虛線框內(nèi)分別為模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)，前者用于調(diào)節(jié)脈沖電流占空比來確保焊接熔池反面熔寬的尺寸，而后者通過模擬焊工調(diào)節(jié)策略將焊接速度作為控制變量來保證良好的正面焊縫成形，并得到了良好的控制效果。

圖 1-18 脈沖 GTAW 對(duì)接雙變量閉環(huán)智能控制系統(tǒng)原理圖[94] Fig. 1-18 Double variables closed-loop intelligent control system of pulsed GTAW [94] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)的張廣軍等人[95]提出了一種如圖 1-19 所示的雙變量自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)，并將其用于填絲脈沖 GTAW 過程中反面熔寬和正面熔池尺寸的控制。該控制系統(tǒng)利用閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)占空比控制反面熔寬，利用參數(shù)預(yù)置前饋控制調(diào)節(jié)送絲速度來消除間隙引起的正面下塌，最終實(shí)現(xiàn)填絲脈沖GTAW 過程的控制。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Welding Deviation Detection Algorithm Based on Extremum of Molten Pool Image Contour[J]. ZOU Yong,JIANG Lipei,LI Yunhua,XUE Long,HUANG Junfen,HUANG Jiqiang.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(01)
[2]窄間隙MAG焊電弧聲與電弧作用位置的相關(guān)性[J]. 蘭虎,張華軍,陳善本,盛凱,趙德龍.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(24)
[3]三光路熔池圖像的視覺注意特征提取[J]. 章妍,呂娜,黃一鳴,陳善本.  焊接學(xué)報(bào). 2014(08)
[4]基于紅外透過濾光片的P-GMAW熔池圖像傳感[J]. 梁志敏,趙雙雙,張梅梅,高洪明.  焊接學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]數(shù)值模擬在焊接中的應(yīng)用分析[J]. 宮大猛,雷毅.  電焊機(jī). 2012(06)
[6]非熔化極氣體保護(hù)焊接熔池表面形貌三維傳感及其裝置設(shè)計(jì)[J]. 王志江,張廣軍,張?jiān)Ｃ?吳林.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(10)
[7]焊接過程熔深控制技術(shù)的研究[J]. 白天翔,高向東.  現(xiàn)代焊接. 2007(11)
[8]基于由陰影恢復(fù)形狀法的焊接熔池表面高度獲取[J]. 李來平,林濤,陳善本,楊學(xué)勤.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[9]焊接熔池傳感與控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J]. 劉習(xí)文,王國(guó)榮,石永華,鐘繼光.  焊接. 2005(11)
[10]焊接數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 吳言高,李午申,鄒宏軍,馮靈芝.  焊接學(xué)報(bào). 2002(03)

博士論文
[1]多層單道GMA增材制造成形特性及熔敷尺寸控制[D]. 熊俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于電弧聲信號(hào)的鋁合金脈沖GTAW熔透特征識(shí)別及其實(shí)時(shí)控制研究[D]. 呂娜.上海交通大學(xué) 2014
[3]脈沖熔化極氣體保護(hù)焊接熔深自適應(yīng)區(qū)間模型控制[D]. 王志江.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]脈沖GTAW熔池動(dòng)態(tài)過程無模型自適應(yīng)控制方法研究[D]. 呂鳳琳.上海交通大學(xué) 2008
[5]變間隙鋁合金脈沖GTAW熔池視覺特征獲取及其智能控制研究[D]. 樊重建.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]弧焊機(jī)器人增材制造成形信息檢測(cè)及控制研究[D]. 韓慶璘.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]GMAW熔池網(wǎng)格結(jié)構(gòu)光三維視覺傳感[D]. 呂明達(dá).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]GTAW熔池表面三維視覺傳感與熔池動(dòng)態(tài)建模[D]. 金澤石.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于全局立體匹配算法的熔池表面三維形貌的重建[D]. 張梅梅.河北科技大學(xué) 2014
[5]基于鋁合金GTAW焊三光路視覺傳感的熔池特征提取[D]. 章妍.上海交通大學(xué) 2014
[6]鋁合金雙絲脈沖熔池視覺三維重建研究[D]. 孫科.南京理工大學(xué) 2010
[7]基于結(jié)構(gòu)光反射的GTAW熔池表面三維形貌檢測(cè)[D]. 劉鳴宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：2973311