[发明专利]一种用于双脉冲MIG焊的焊缝跟踪信号处理方法

说明书

一种用于双脉冲MIG焊的焊缝跟踪信号处理方法，它主要是解决在双脉冲MIG焊中电流信号变化幅度大，可变电流参数较多，软件滤波算法计算量过大导致的滞后影响和不能完全滤除电流信号波形中的高频干扰和低频干扰，不能有效的获取焊缝偏差信息，从而导致实时焊缝跟踪失效等问题。其技术方案主要是：从霍尔传感器输出的电流信号通过六阶切比雪夫响应带通滤波器（四级数）、软件滤波、桥式整流电感滤波电路依次进行有效的滤波，将双脉冲电流信号依次过滤成单脉冲电流信号、直流电流信号，经过A/D转换成数字量得到焊缝偏差信息，计算出具体偏差，最终实现双脉冲MIG焊焊缝的精确跟踪。

技术领域

本发明涉及到一种用于双脉冲MIG焊的焊缝跟踪信号处理方法，该方法应用于焊接自动跟踪领域。

背景技术

双脉冲MIG焊以电弧稳定、气孔较少、焊接过程无飞溅、焊缝性能优良等优点被广泛应用于铝合金、机车、汽车制造及配件、航空航天等制造。但在双脉冲MIG焊焊缝自动跟踪的实际应用中，从霍尔传感器输出的电流信号还夹杂着各种噪声，并且在双脉冲MIG焊中电流以两种不同的频率在基值电流和峰值电流之间切换，电流信号变化幅度大，可变电流参数较多，再加上焊接电弧短路产生的电压尖峰，使得电流信号含有很多短路尖峰和噪声等干扰，电流信号波形既有高频干扰也有低频干扰，给焊缝偏差信息的提取带来了很多困难，因此必须过滤这些干扰信号，从而实现双脉冲MIG焊焊缝的精确跟踪。如公开发明专利：一种用于磁控摆动埋弧焊焊缝跟踪信号处理方法（申请号为201410204973）中采用了三级精度的硬件滤波器、桥式整流电路依次进行滤波。该滤波方法针对埋弧焊的低电流频率是有效的，而对于双脉冲MIG焊中有相对较高和相对较低且在基值电流和峰值电流之间相互切换的电流频率过滤效果是不明显的，所达到的精度较低，不能完全滤除干扰电流信号而且会把含有焊缝偏差信息的电流过滤，不能实现双脉冲MIG焊焊缝的精确跟踪。在《旋转电弧脉冲GMAW焊焊缝跟踪系统的研究》文中，采用了截止频率为250HZ的无限增益多路反馈二阶低通滤波器再通过包络线取值法的软件滤波方法提取了焊缝偏差，它能有效的过滤脉冲GMAW焊的高频电流的高次谐波给电流信号带来的影响，但在双脉冲MIG焊中过滤效果不显著，不能完全滤除干扰电流信号，而且软件滤波算法计算量过大导致的滞后影响也将导致实时焊缝跟踪的失效。由于双脉冲焊是在脉冲GMAW焊的高频基础上进行低频调制，得到周期性变化的强弱脉群。因此需要一种针对双脉冲MIG焊电流信号频率特性的滤波方法，从而有效的提取焊缝偏差信息，实现精确的焊缝跟踪。

针对上述问题，设计了一种新的信号处理方法，主要是解决在双脉冲MIG焊中电流信号变化幅度大，可变电流参数较多，软件滤波算法计算量过大导致的滞后影响和不能完全滤除电流信号波形中的高频干扰和低频干扰，不能有效的获取焊缝偏差信息，从而导致实时焊缝跟踪失效等问题。

发明内容

本发明提供了一种用于双脉冲MIG焊的焊缝跟踪信号处理方法，解决在双脉冲MIG焊中电流信号变化幅度大，可变电流参数较多，软件滤波算法计算量过大导致的滞后影响和不能完全滤除电流信号波形中的高频干扰和低频干扰，不能有效的获取焊缝偏差信息，从而导致实时焊缝跟踪失效等问题。

本发明针对上述问题采用的技术方案如下：由焊接电源产生的双脉冲电流被霍尔传感器实时监测并采集，由于霍尔传感器收集到的电流信号中含有大量短路尖峰和噪声等干扰，且不容易提取有效的焊缝偏差信息，需要通过包括六阶切比雪夫响应带通滤波器（四级数）、软件滤波、桥式整流电感滤波电路依次进行有效的处理，将双脉冲电流信号依次过滤成单脉冲电流信号、直流电流信号，再经过A/D转换为数字量得到焊缝偏差信息，通过积分差值法计算出具体偏差e，将e输入到控制模块中从而根据具体偏差e控制执行机构去调整焊枪位置，实现焊枪的对中，最终实现双脉冲MIG焊焊缝的精确跟踪。