[发明专利]一种基于双传感式的管管相交相贯线焊缝跟踪方法

权利要求书

1.一种基于双传感式的管管相交相贯线焊缝跟踪方法，其特征在于：双传感式机构调节双传感器在空间一定角度内的位姿，便于检测到完整准确的焊缝和熔池信息，并采用一种混连型多传感器数据融合的工作流程结构，结合SVD分解原理和Bar-shalom算法，实现对焊缝跟踪信息数据的高效处理；该方法采用的跟踪系统包括双传感式机构，焊缝信息接收和处理器、转换器、双传感运动控制器，焊枪俯仰角步进电机；其核心是在相贯线焊缝焊接过程中双传感式机构能够随时调节两个传感器传感头的空间方位，总能够使得前后两个传感器分别检测到全面准确的相贯线焊缝信息和熔池信息；前后两个传感器分别将所获取的数据信息传输到焊缝信息接收与处理器器，将焊缝信息数据与焊缝空间曲线方程进行基于SVD分解原理的第一次融合，将熔池信息数据与上述融合数据进行基于Bar-shalom算法的第二次数据融合，得到焊缝跟踪偏差；本方法是基于一种全状态闭环反馈控制的相贯线焊缝跟踪，可以显著提高相贯线焊缝跟踪的精度； 其中双传感式机构的特点是：该机构包括一个接触式光电传感器、一个红外光学传感器、两个传感器摆臂、两个伺服电机b， c，两块伺服电机安装板，两个伺服驱动器和一个类球阀活动关节；双传感器分别置于焊枪前后两侧，根据焊接方向接触式光电传感器在焊枪前方，红外光学传感器在焊枪后方；接触式光电传感器和红外光学传感器分别装配在前后传感器摆臂上，前后传感器摆臂与伺服电机b，c相连，设计类球阀活动关节带有两根输出轴，伺服电机b，c分别通过安装板与类球阀活动关节的输出轴①和输出轴②连接，类球阀活动关节装置套在焊枪轴上；设计类球阀活动关节内部包括圆柱凸轮扇形摆盘机构和空间四杆机构，两个机构的从动件分别与输出轴①和输出轴②固连，主动件部分与正反转电机轴固连；在焊接过程中，前后两个传感器均可通过类球阀活动关节装置绕焊枪在空间一定角度范围内旋转，从而传感器可随时调节方位使得传感头能够在过程中一直保持在良好的检测位置，使接触式光学传感器和红外光学传感器总能够分别检测到全面准确的相贯线焊缝信息和熔池信息。

2.根据权利要求1所述的基于双传感式的管管相交相贯线焊缝跟踪方法，其中混连型多传感器数据融合的工作流程是：将前置的接触式光电传感器检测到的焊缝信息进行预处理后与管管相交的相贯线焊缝空间曲线方程进行基于SVD分解原理的第一次融合，与此同时红外光学传感器将接收到的反映熔池信息的信号光在经过信号处理后与上述融合数据进行基于Bar-shalom算法的第二次数据融合，得到焊缝跟踪偏差，然后通过转换器转变为焊枪在空间的位移参数，控制器发出纠偏信号，驱使焊枪俯仰角步进电机带动焊枪产生相应的运动，实现精确的相贯线焊缝轨迹跟踪。