[发明专利]基于三丝交叉摆动电弧传感的中厚板折线焊缝跟踪方法

说明书

本发明涉及一种基于三丝交叉摆动电弧传感的中厚板折线焊缝跟踪方法。该方法应用了机械手、焊接电源、送丝机、三丝交叉摆动电弧传感器、三丝交叉摆动电弧焊枪、三丝交叉摆动电弧焊缝跟踪信号处理器、焊枪倾角运算器、焊枪姿态实时调整器。三丝电弧的交叉摆动为引导电弧与跟随电弧同向摆动，与中间电弧逆向摆动，通过三丝电弧的交叉摆动，对焊接熔池起到充分的搅拌作用，改善焊接质量。通过三丝交叉摆动电弧传感器提取焊缝左右偏差信号和高低信号，实现焊缝跟踪；通过引导电弧和中间电弧高低信号突变实现焊枪姿态的实时自动调整。

技术领域

本发明涉及焊接自动化技术领域，具体涉及一种基于三丝交叉摆动电弧传感的中厚板折线焊缝跟踪方法。

背景技术

随着制造业的飞速发展,传统的单丝焊的熔敷率和焊接速度已经接近了这项工艺所能达到的极限,仅仅依靠对焊接电源、焊丝材料以及保护气体等的改进很难进一步提高其焊接性能,难以满足日益发展的制造业需求。为了适应高效优质现代制造的要求，作为高效焊接工艺方法之一的多丝焊接工艺技术越来越受到重视。在保证焊接产品质量的前提下，利用尽可能多的焊丝数量，通过优化各弧之间相位的关系、频率、焊接工艺参数等来实现多弧共熔池焊接，并最大限度地提高焊接速度，大幅度提高生产效率。如公开发明专利：一种三丝焊枪和多丝埋弧焊方法(申请号为201710915582X)中采用的是三丝焊接方法，但其并不涉及焊缝跟踪。

多丝焊接技术多用于中厚板的埋弧焊，但是埋弧焊电弧及所焊焊道不易观察，使得视觉传感器应用于埋弧焊的焊缝跟踪颇具难度，而实现焊枪姿态的实时调整却是视觉传感器相比于电弧传感器的一大优势。本发明针对此矛盾，设计了一种基于三丝交叉摆动电弧传感的中厚板折线焊缝跟踪方法，可以用电弧传感器来实现焊枪姿态的实时调整。但该方法不仅限于应用于埋弧焊。

焊缝跟踪技术是实现焊接自动化、智能化的关键技术之一。焊缝偏差信号的提取是焊缝跟踪技术的核心，偏差信号的提取质量直接影响到焊缝跟踪的效果。如公开发明专利：一种基于激光双目视觉的复杂角焊缝位置检测方法(申请号为2014100428828)中采用的是双目 CCD摄像识别技术。CCD易受弧光的干扰，且一般体积较大不易安装，限制了焊枪的可达性。与其相比，电弧传感器有着难以替代的优势。电弧传感器利用焊枪与工件之间距离变化引起的焊接电流变化来检测焊枪高度和左右偏差，具有抗干扰能力强、可达性好、实时性强等优点，利用电弧传感器检测焊缝偏差的研究和文献也比较多，但是利用电弧传感器识别和调整焊枪姿态的研究较少。

本文将三丝焊接与电弧传感焊缝跟踪两种技术融合，发明了一种基于三丝交叉摆动电弧传感的中厚板折线焊缝跟踪方法。

发明内容