[发明专利]一种基于粒子群优化的双丝MIG焊增材制造系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于粒子群优化的双丝MIG焊增材制造系统及方法，包括：电源模块、电源控制模块、增材制造模块、质量模糊评定模块、PID电流波形智能控制模块以及附加保护气模块；电源模块包括DSP控制核心、主控电路、功率电路以及用户设定界面；电源控制模块包括主程序模块、功能模块、参数设置模块以及初始化模块；增材制造模块包括焊枪、增材制造机器人以及控制系统；质量模糊评定模块用于对双丝MIG焊增材制造样质量进行模糊评定；PID电流波形智能控制模块用于优化增材制造过程中的脉冲电流输出。本发明通过对神经元网络PID电流波形控制算法进行粒子群算法优化，得到有更好的控制效果，提升双丝MIG焊增材制造质量和效率。

技术领域

本发明属于焊接增材制造技术领域，具体涉及一种基于粒子群优化的双丝 MIG焊增材制造系统及方法。

背景技术

采用焊接方法进行材料成形加工是增材制造的一种新兴工艺方法。传统的单丝MIG焊方法如果不采用改善的工艺或者控制方法，直接提高速度，容易出现“咬边”、“驼峰焊道”等焊缝成型缺陷。而采用双丝脉冲MIG焊能够加强对熔池的搅拌，改善电弧分布，提升焊缝成形质量，同时还可以明显减少热输入，有效地提高增材制造的生产效率。

在双丝MIG中，保护气体除了保护焊接熔池免受可能产生缺陷的有害污染之外，保护气体还显著影响焊缝形状、焊缝外观、熔滴过渡、电弧稳定性、接头冶金和机械性能，因此保护气体是决定焊接接头性能和焊接工艺效率的关键因素。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于粒子群优化的双丝MIG焊增材制造系统及方法，通过对神经元网络PID电流波形控制算法进行粒子群算法优化，得到更好的控制效果，提升双丝MIG焊增材制造质量和效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于粒子群优化的双丝MIG焊增材制造系统，包括：电源模块、电源控制模块、PID电流波形智能控制模块、质量模糊评定模块、增材制造模块以及附加保护气模块；

所述电源模块包括DSP控制核心、主控电路、功率电路以及用户设定界面；

所述电源控制模块包括主程序模块、功能模块、参数设置模块以及初始化模块；

所述增材制造模块包括焊枪、增材制造机器人以及控制系统，用于双丝MIG 焊增材制造；

所述质量模糊评定模块用于对双丝MIG焊增材制造样质量进行模糊评定；

所述PID电流波形智能控制模块基于粒子群算法优化的神经元网络，用于优化增材制造过程中的脉冲电流输出；

所述电源控制模块和PID电流波形智能控制模块对电源模块的输出进行控制，并将其输出至增材制造模块和附加保护气模块以控制焊接过程的进行，在焊接完成后，质量模糊评定模块对焊接质量进行评定。

进一步的，所述主控电路具体包括焊接开关控制电路、焊接送气控制电路、焊接输出电压电流检测电路；

所述焊接开关控制电路的输入信号为前导丝焊枪开启信号，所述输入信号用于控制前导丝检丝功能开启以及控制前导丝检气功能开启；

所述焊接送气控制电路输入信号来自DSP控制核心，当为低电平信号时，通过光耦导通控制送气阀开启送气；

所述焊接输出电压电流检测电路输入信号为焊接反馈电流，输出信号为输出电流DSP检测信号，用于对反馈电流进行调理并送DSP采样。

进一步的，所述附加保护气模块设置两路三相气体阀门，设置两路附加保护气体支路保护气流通路，在所述焊枪喷嘴上增加两个附加保护气体喷嘴并分别用紧固件固定在焊枪喷嘴的左右两侧；

所述焊枪具有左、中、右三个气体喷嘴，中间气体喷嘴实现双丝焊增材制造主保护气供气，左右喷嘴实现附加保护气供气。