[发明专利]一种最优用丝成本下的焊接工艺参数求解方法

说明书

本发明公开了一种最优用丝成本下的焊接工艺参数求解方法，首先通过采集实际焊接过程中的各项数据，计算实际电流值对应的送丝速度中位数，接着通过多元线性回归和最小二乘法拟合电流与送丝速度的关系，拟合电流与电压的关系，在此基础上，分别建立单位长度焊缝的用丝成本和单位长度焊缝的热输入关于电流、焊接速度的表达式；接着用单位长度焊缝的热输入表征质量区间，并约束合理质量区间，通过遗传算法求解合理质量区间内，用丝成本最优解所对应的电流及焊接速度；本发明相比于传统焊丝用量计算方法可以有效节省焊丝成本，在不影响焊接质量的前提下，通过成本寻优，为机器人焊接的用丝成本缩减提供最合理的焊接参数。

技术领域

本发明属于智慧焊接技术领域，特别涉及一种最优用丝成本下的焊接工艺参数求解方法。

背景技术

焊接工艺规程（WPS）指的是为特定焊接结构设定制造条件的书面文件，一般包括材质及复验、接头及坡口、焊接方法及焊接参数、焊接热输入、焊前预热及焊后热处理、焊接顺序、检验及返修标准等。在大型机器人焊接过程中需要以WPS为标准设置相关焊接参数，实际焊接过程中一般选取各项参数取值范围的中间值，选取中间值可以有效保证焊接质量位于合理的取值范围，但却不能保证焊丝成本最低，经常会造成大量的焊丝成本浪费的问题。在焊接工艺参数设计的过程中，焊丝成本的优化问题是一个很重要的课题。实际焊接过程中，如何在合理的质量前提下尽可能节约焊丝成本成为制造业企业在成本节约方面必须考虑的问题。

发明内容

发明目的：针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种最优用丝成本下的焊接工艺参数求解方法，首先分别拟合出单位长度焊缝用丝成本和热输入关于电流和焊接速度的关系，接着通过改进的遗传算法，在保证焊接质量合格的情况下，求解用丝成本最优解对应的电流及焊接速度，作为最优选择。

技术方案：一种最优用丝成本下的焊接工艺参数求解方法，包括以下步骤：

步骤S1、采集实际焊接过程中的电流、电压和送丝速度数据，并计算每个电流值及对应的送丝速度中位数；

步骤S2、通过多元线性回归和最小二乘法拟合电流与送丝速度的关系；

步骤S3、拟合电流与电压的关系；

步骤S4、单位长度焊缝的用丝成本COST表达如下：

单位长度焊缝的热输入heatinput表达如下：

将步骤S2-S3中的拟合关系代入上式，分别获取COST、heatinput与电流、焊接速度间的关系；

步骤S5、用单位长度焊缝的热输入表征质量区间，并约束合理质量区间，求解合理质量区间内，用丝成本最优解所对应的电流及焊接速度。

进一步地，所述步骤S1中遍历所有电流值i，获取电流数据中大于等于i且小于i+1的所有电流值对应的送丝速度，统计所述送丝速度的中位数，记为feedspeed_median，则每个电流值i对应一个feedspeed_median；将电流值i添加至电流列表current_list中，对应的送丝速度中位数feedspeed_median添加至送丝速度列表feedspeed_list中。

进一步地，所述步骤S2中拟合电流I与送丝速度feedspeed的关系如下：

其中A、B、C为系数。