[发明专利]一种基于复合式超声相控阵传感器的角焊缝自动跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于复合式超声相控阵传感器的角焊缝自动跟踪方法，主要是应用于自动化焊接专机中，解决其角焊缝的自动跟踪问题，该方法利用复合式超声相控阵传感器进行距离和温度测量，采用MPM‑CC算法以消除温度等因素对测距的影响；在跟踪过程中，复合式超声相控阵传感器固连于焊枪，焊枪上部通过转轴与PID变幅运动器相连，PID变幅运动器计算模块通过收集的采样信号计算出复合式超声相控阵传感器和焊枪需要偏转的角度和移动的距离，通过PID变幅运动器驱动模块驱动PID变幅运动器执行模块，PID变幅运动器执行模块驱动转轴以及十字滑架调整复合式超声相控阵传感器的位置角度，通过算法与硬件的配合完成角焊缝的自动跟踪。

主权项

1.一种基于复合式超声相控阵传感器的角焊缝自动跟踪方法，其特征是：该跟踪方法采用的系统是由复合式超声相控阵传感器、PID变幅运动器和自动跟踪控制器组成，复合式超声相控阵传感器固连于焊枪，焊枪上部通过转轴与PID变幅运动器相连；复合式超声相控阵传感器包括：超声波收发模块、复合式超声相控阵传感器信号采样及处理模块和立体式温度传感器；PID变幅运动器包括：PID变幅运动器执行模块、PID变幅运动器计算模块及PID变幅运动器驱动模块；该方法利用超声波收发模块、立体式温度传感器进行数据采集；利用复合式超声相控阵传感器信号采样及处理模块对采样数据采用MPM‑CC算法精确计算焊缝与复合式超声相控阵传感器之间的距离；所述MPM‑CC算法中主要包括瑞利积分、Pencil法和温度补偿算法，瑞利积分用于叠加各离散点源的声压，Pencil法用来计算声压在传播过程中的衰减，这两种算法的糅合用于复合式超声相控阵传感器的自动定位，为了在焊接过程中精确计算出复合式超声相控阵传感器与焊缝之间的距离，利用温度补偿算法对原始算法进行精度修正，构建了MPM‑CC焊缝跟踪算法；PID变幅运动器计算模块通过获取复合式超声相控阵传感器输出的复合式超声相控阵传感器与焊缝之间的距离，计算出复合式超声相控阵传感器和焊枪需要偏转的角度和移动的距离，通过PID变幅运动器驱动模块驱动PID变幅运动器执行模块，PID变幅运动器执行模块驱动转轴以及十字滑架调整复合式超声相控阵传感器和焊枪的位置角度。