旋转电弧传感器的研制 被引量：22

1

作者 熊震宇 张华 +1 位作者 贾剑平 潘际銮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第7期1-3,共3页

介绍了电弧传感的基本原理及旋转电弧传感器用于焊接接头跟踪的工作原理。针对焊缝跟踪对传感器的要求 ,研制了一种适用于焊接机器人的轻便、紧凑、高速旋转的电弧传感器。详细介绍了高速旋转电弧传感器的旋转驱动电路、位置检测电路以... 介绍了电弧传感的基本原理及旋转电弧传感器用于焊接接头跟踪的工作原理。针对焊缝跟踪对传感器的要求 ,研制了一种适用于焊接机器人的轻便、紧凑、高速旋转的电弧传感器。详细介绍了高速旋转电弧传感器的旋转驱动电路、位置检测电路以及焊接电流采样电路。实验证明所设计的电路抗干扰能力强 ,旋转速度稳定 ,测位脉冲可靠 ,焊接电流的采集线性度好。该电弧传感器已在焊接机器人焊缝跟踪控制系统中得到成功应用。 展开更多

关键词 电弧传感 旋转电弧传感器 焊缝跟踪 焊接机器人 研制

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旋转电弧传感器焊枪偏差信息识别方法 被引量：9

2

作者 高延峰 张华 +1 位作者 毛志伟 彭俊斐 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期57-60,116,共5页

焊枪偏差信息识别是实现焊缝跟踪的必要条件,考虑到焊接电流信号易受外界噪声的干扰,采用软阈值小波滤波方法对旋转电弧传感器采集到的电流信号进行滤波处理,使电流波形得到了明显的改善,提高了电流信号的信噪比。为了更加准确地得到焊... 焊枪偏差信息识别是实现焊缝跟踪的必要条件,考虑到焊接电流信号易受外界噪声的干扰,采用软阈值小波滤波方法对旋转电弧传感器采集到的电流信号进行滤波处理,使电流波形得到了明显的改善,提高了电流信号的信噪比。为了更加准确地得到焊枪偏离焊缝的信息,提出了模糊聚类和神经网络焊枪偏差识别算法,并且分别采用左右积分法、特征谐波法、模糊聚类法和神经网络法进行焊枪偏差识别,最后对四种识别方法检测到的偏差进行融合,获得焊枪偏离焊缝的信息。结果表明,该方法可以提高偏差识别的精确度和可靠性。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 小波滤波 模糊聚类 人工神经网络

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旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别 被引量：12

3

作者 高延峰 张华 肖建华 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期81-84,共4页

旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别主要包括焊枪偏差和焊枪倾角的识别,是实现焊缝跟踪和提高焊接质量的必要条件.首先建立了焊枪倾角和偏差变化与电弧长度变化的数学模型,在此基础上提出了特征平面焊枪空间姿态检测算法,该算法充分利用了... 旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别主要包括焊枪偏差和焊枪倾角的识别,是实现焊缝跟踪和提高焊接质量的必要条件.首先建立了焊枪倾角和偏差变化与电弧长度变化的数学模型,在此基础上提出了特征平面焊枪空间姿态检测算法,该算法充分利用了旋转电弧传感器检测得到的三维信息,采用最小二乘方法构建特征平面,根据特征平面与坐标平面交线的斜率来检测焊枪的左右偏差和倾角.结果表明,将该算法用于焊枪倾角和左右偏差的检测,其倾角检测误差为±7.85°,偏差检测误差为±0.42 mm,满足实际焊接工程需要. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 平面拟合 焊枪姿态

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基于旋转电弧传感器的水下焊接高压电弧仿真计算 被引量：8

4

作者 李志刚 张华 贾剑平 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期17-21,共5页

旋转电弧传感器是焊缝自动化跟踪常采用的一种传感器,将它用于水下焊接是一门新课题.文章对高压环境下,采用旋转电弧传感器焊接所产生的电弧模型进行了仿真计算.结果表明,随着气压由0.1MPa升高到1MPa,电弧温度也升高,焊丝附近温度梯度... 旋转电弧传感器是焊缝自动化跟踪常采用的一种传感器,将它用于水下焊接是一门新课题.文章对高压环境下,采用旋转电弧传感器焊接所产生的电弧模型进行了仿真计算.结果表明,随着气压由0.1MPa升高到1MPa,电弧温度也升高,焊丝附近温度梯度也增大,同时电弧温度场由钟罩形转变为纺锤形.通过对两个不同气压下焊件表面温度的测量说明高压下要熔化同样的焊件需要施加更高的电源功率.对两个不同气压下旋转中心轴线与焊丝所在轴线纵向温度的对比可以证明使用电弧传感器的电弧加热形成的熔池截面形状应该是碗状的,而非指状.通过对电弧电流密度场和电场的分析解释了电弧温度场为纺锤形的原因. 展开更多

关键词 水下焊接 旋转电弧传感器 高压 仿真

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基于旋转电弧传感器的角焊缝跟踪 被引量：5

5

作者 乐健 张华 +1 位作者 叶艳辉 彭园 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期5-9,113,共6页

为了提高基于旋转电弧传感机器人跟踪角焊缝的准确度,解决基于水平滑块伸缩跟踪焊缝时水平滑块行程不够的问题.通过组合滤波方法,可以滤除焊接电流中的大部分噪声.利用最小二乘直线去拟合某些采样点,用拟合直线的斜率进行偏差识别.以偏... 为了提高基于旋转电弧传感机器人跟踪角焊缝的准确度,解决基于水平滑块伸缩跟踪焊缝时水平滑块行程不够的问题.通过组合滤波方法,可以滤除焊接电流中的大部分噪声.利用最小二乘直线去拟合某些采样点,用拟合直线的斜率进行偏差识别.以偏差和最近三次偏差之和作为模糊控制器的输入量,经过模糊化,模糊推理,单点集重心法使模糊量清晰化,完成了模糊控制器的设计.再通过两轮差速运动跟踪角焊缝.最后进行了角焊缝的跟踪.结果表明,利用该方法,解决了跟踪焊缝时水平滑块行程不够的问题,基于旋转电弧传感机器人跟踪角焊缝的可靠性好,准确度高. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 滤波 偏差识别 模糊控制 焊接自动化

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旋转电弧传感器特征谐波法的改进 被引量：7

6

作者 李志刚 张华 高延峰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期53-56,共4页

利用特征谐波检测法进行焊缝偏差的检测是旋转电弧传感器焊缝偏差检测方法之一.通过在焊接倾角存在情况下对特征谐波法的数学分析和模拟仿真,深入探讨了特征谐波中焊缝偏差、焊缝倾角和初始相位、跟踪调整的相位角的关系,对特征谐波方... 利用特征谐波检测法进行焊缝偏差的检测是旋转电弧传感器焊缝偏差检测方法之一.通过在焊接倾角存在情况下对特征谐波法的数学分析和模拟仿真,深入探讨了特征谐波中焊缝偏差、焊缝倾角和初始相位、跟踪调整的相位角的关系,对特征谐波方法进行了改进,证明了特征谐波方法结果中的实部和虚部可以分别用来对焊缝偏差和焊枪倾角检测.并且在只对焊缝偏差检测情况下,采用特征谐波方法结果中的实部表征特征量比采用其幅值效果好.结果表明,这种方法对偏差检测的效果比传统的特征谐波方法抗干扰能力更强. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 偏差检测 特征谐波

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基于机器人旋转电弧传感器跟踪仰焊焊缝 被引量：5

7

作者 乐健 张华 +1 位作者 张奇奇 吴锦浩 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期56-60,131,共5页

为了提高焊接的质量和效率,必须实现机器人对仰焊焊缝的自动跟踪.利用组合滤波的方法对焊接电流进行滤波.采用最小二乘法对第16个采样点至第48个采样点进行线性拟合,拟合直线的斜率作为偏差.以偏差和连续三次偏差之和作为模糊控制器的输... 为了提高焊接的质量和效率,必须实现机器人对仰焊焊缝的自动跟踪.利用组合滤波的方法对焊接电流进行滤波.采用最小二乘法对第16个采样点至第48个采样点进行线性拟合,拟合直线的斜率作为偏差.以偏差和连续三次偏差之和作为模糊控制器的输入,以水平滑块伸缩速度对应的脉冲数作为模糊控制器的输出.连续三次偏差的绝对值都大于0.9时,认为到达焊缝终点.进行了仰焊焊缝跟踪试验、仰焊焊缝终点检测和流水孔的通过试验.结果表明,利用该算法,机器人跟踪仰焊焊缝的准确度高,可靠性好,能够准确地识别出仰焊焊缝终点和通过流水孔. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 滤波 偏差识别 模糊控制 仰焊焊缝跟踪

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基于旋转电弧传感器的焊接电流波形研究 被引量：6

8

作者 乐健 张华 叶艳辉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第6期31-33,37,共4页

为了实现焊接的自动化,必须研制出新型的传感器,并对采集到的信号进行滤波与分析。介绍了旋转电弧传感器的工作原理。由于采样得到的焊接电流中含有大量的噪声,必须通过多种滤波方法的组合,最终得到较理想的焊接电流波形。为了研究焊接... 为了实现焊接的自动化,必须研制出新型的传感器,并对采集到的信号进行滤波与分析。介绍了旋转电弧传感器的工作原理。由于采样得到的焊接电流中含有大量的噪声,必须通过多种滤波方法的组合,最终得到较理想的焊接电流波形。为了研究焊接电流的波形,进行了小弯曲角焊缝的跟踪实验,直角转弯角焊缝的跟踪实验。结果表明:滤波后的焊接电流波形比较理想,通过焊接电流波形,可以识别出焊枪是前倾、后倾,还是既不前倾也不后倾,焊枪是左偏、右偏,还是对中,为偏差识别和焊接机器人的控制铺平了道路。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 滤波 小波变换 焊接电流波形 焊接自动化

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旋转电弧传感器结构优化设计 被引量：3

9

作者 叶艳辉 张华 +1 位作者 覃庆文 高延峰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2014年第11期14-17,共4页

针对现有旋转电弧传感器转速高、振动大的缺点,运用三维软件和ADAMS软件建立圆锥摆式高速旋转电弧传感器虚拟样机,并对传感器进行振动分析。通过增加平衡结构来减小传感器的振动,并在ADAMS中对平衡结构参数进行优化设计。优化结果表明,... 针对现有旋转电弧传感器转速高、振动大的缺点,运用三维软件和ADAMS软件建立圆锥摆式高速旋转电弧传感器虚拟样机,并对传感器进行振动分析。通过增加平衡结构来减小传感器的振动,并在ADAMS中对平衡结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后传感器的振幅是优化前的12.9%,有效地降低了旋转电弧传感器的振动,提高了焊接成形质量。 展开更多

关键词 优化设计 旋转电弧传感器 ADAMS软件 振动分析

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TIG焊旋转电弧传感器结构设计 被引量：2

10

作者 贾剑平 李红利 孙鹏 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第6期122-123,133,共3页

通过对国内外目前现有旋转电弧传感器的学习和研究,在实验室现有的TIG焊旋转电弧传感器技术基础上,设计出一种空心轴电机驱动的TIG焊旋转电弧传感器。传感器结构设计主要对电绝缘结构、保护气送气方式、冷却水管接口结构进行了改进。利... 通过对国内外目前现有旋转电弧传感器的学习和研究,在实验室现有的TIG焊旋转电弧传感器技术基础上,设计出一种空心轴电机驱动的TIG焊旋转电弧传感器。传感器结构设计主要对电绝缘结构、保护气送气方式、冷却水管接口结构进行了改进。利用Pro/E软件对机构进行了动态分析。 展开更多

关键词 TIG焊 焊缝跟踪 旋转电弧传感器 空心轴电机

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旋转电弧传感器跟踪波纹板角焊缝研究 被引量：1

11

作者 张华 涂骏超 +1 位作者 叶艳辉 范宇 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第21期192-195,200,共5页

针对类似集装箱波纹板的角焊缝焊接难题,利用了一种能自动旋转的电弧传感器对波纹板角焊缝的自动焊接进行了研究。建立了在不同位置电弧传感器旋转时焊炬高度的数学模型,得到焊炬高度的变化规律。利用最小二乘偏差法和积分差值检测法分... 针对类似集装箱波纹板的角焊缝焊接难题,利用了一种能自动旋转的电弧传感器对波纹板角焊缝的自动焊接进行了研究。建立了在不同位置电弧传感器旋转时焊炬高度的数学模型,得到焊炬高度的变化规律。利用最小二乘偏差法和积分差值检测法分析焊炬的高度变化。试验过程中,将采集的旋转电弧焊接电流通过相应的滤波处理得到精准的数据,并利用最小二乘偏差法得出焊接偏差,利用积分差值进行焊缝折点的识别。 展开更多

关键词 波纹板角焊缝 旋转电弧传感器 最小二乘偏差法 积分差值 折点识别

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旋转电弧传感器及其信号处理 被引量：4

12

作者 叶建雄 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期150-154,共5页

论述了旋转电弧传感器的构造及工作原理,针对焊接过程受随机干扰大的情况,将小波变换引入焊接电流的信号处理中,利用小波算法对采样信号进行全频段分解,滤除高频干扰噪声后再进行重构.进行了大量的不同角度下焊枪倾角在线检测试验,以角... 论述了旋转电弧传感器的构造及工作原理,针对焊接过程受随机干扰大的情况,将小波变换引入焊接电流的信号处理中,利用小波算法对采样信号进行全频段分解,滤除高频干扰噪声后再进行重构.进行了大量的不同角度下焊枪倾角在线检测试验,以角度误差和粗大误差率作为方法好坏的判断标准,比较了多种小波基的处理效果.结果表明,将sym4小波应用于焊接电流的信号处理是可行的,最大误差不超过6°. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 小波变换 粗大误差率 倾角检测

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水下焊接高速旋转电弧传感器及焊枪偏差识别的研究 被引量：1

13

作者 黄国兴 石永华 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第17期106-109,112,共5页

搭建了基于高速旋转电弧传感器的水下焊接焊枪偏差识别的实验系统。利用LabVIEW编程进行双通道采集焊接电流信号和转速数字信号,并进行小波滤波、信号合并等处理,最后采用左右区间积分方法进行焊枪偏差识别。实验结果表明,本偏差识别方... 搭建了基于高速旋转电弧传感器的水下焊接焊枪偏差识别的实验系统。利用LabVIEW编程进行双通道采集焊接电流信号和转速数字信号,并进行小波滤波、信号合并等处理,最后采用左右区间积分方法进行焊枪偏差识别。实验结果表明,本偏差识别方法有较高的可靠性和精度。 展开更多

关键词 水下焊接 旋转电弧传感器 LABVIEW 小波滤波 偏差识别

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基于旋转电弧传感器的水下焊缝偏差识别算法(英文)

14

作者 杜健辉 石永华 +1 位作者 王国荣 黄国兴 《科学技术与工程》 2010年第18期4480-4482,4489,共4页

提出了基于旋转电弧传感器的Nu-SVR水下焊缝偏差识别算法。Nu-SVR通过对基于旋转电弧传感器采集到的不同偏差的水下焊接信号进行学习,然后对水下电流信号进行焊缝偏差识别得出偏差。相对于传统的回归算法——区间积分法和神经网络法,算... 提出了基于旋转电弧传感器的Nu-SVR水下焊缝偏差识别算法。Nu-SVR通过对基于旋转电弧传感器采集到的不同偏差的水下焊接信号进行学习,然后对水下电流信号进行焊缝偏差识别得出偏差。相对于传统的回归算法——区间积分法和神经网络法,算法具有更好的识别能力。最后通过水下焊接实验,其最大的识别误差仅为0.554mm,证明了该方法十分有效。 展开更多

关键词 Nu-支持向量回归机 偏差识别 水下焊接 旋转电弧传感器

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旋转电弧传感器焊接温度场ANSYS模拟研究

15

作者 贾剑平 姚顺平 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第3期160-161,共2页

分析了基于旋转电弧传感器的熔化极电弧焊的热源模型,利用有限元软件对温度场进行了计算。在不同焊接规范下,对试验所得熔宽和熔深值与模拟值进行比较,结果基本一致,为进一步研究熔池流场打下了基础。

关键词 旋转电弧传感器 温度场 数值模拟

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旋转电弧传感器信号消噪的研究 被引量：2

16

作者 熊勇 张华 +1 位作者 贾剑平 李志刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第5期41-43,共3页

旋转电弧传感器是焊接自动跟踪中的重要装置,为了获得水下焊接坡口的特征信息,必须对采集的焊接电流信号进行消噪,以去除干扰信息。利用平面中值滤波器对8个方向噪声点进行处理,平滑滤波器对信号中的奇异点和毛刺处理,以及小波变换能在... 旋转电弧传感器是焊接自动跟踪中的重要装置,为了获得水下焊接坡口的特征信息,必须对采集的焊接电流信号进行消噪,以去除干扰信息。利用平面中值滤波器对8个方向噪声点进行处理,平滑滤波器对信号中的奇异点和毛刺处理,以及小波变换能在小波域实现信噪分离,以便去除整个频域范围内的噪声,设计了一种中值平滑小波改进型滤波器。Matlab仿真结果表明:此方法能有效消除焊接过程中的各种干扰,且经过处理后的信号表现非常明显的正弦变化规律。通过焊接实验,获得良好的跟踪效果。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 平面中值滤波 平滑滤波 形态均值滤波 改进型小波滤波

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旋转电弧传感器的结构优化及散热分析 被引量：2

17

作者 陈伟荣 张华 +1 位作者 郑敏 刘诚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第17期233-235,240,共4页

通过现用同轴旋转电弧传感器的长期试验,针对实际焊接中其存在的不足,对其结构进行了优化。摒弃了实际工作环境下不安全的水冷冷却方式,采用轴流式风扇与散热孔结合的方式散热;为避免试验中因焊接电流泄漏而击穿电机的现象,选用陶瓷材... 通过现用同轴旋转电弧传感器的长期试验,针对实际焊接中其存在的不足,对其结构进行了优化。摒弃了实际工作环境下不安全的水冷冷却方式,采用轴流式风扇与散热孔结合的方式散热;为避免试验中因焊接电流泄漏而击穿电机的现象,选用陶瓷材质的调心球轴承;为提高焊接保护气体的实时性,增加焊接的安全性,将保护气体的进气口下移,并设计了导气罩;最后,选用小体积电机,减小了旋转电弧传感器的体积及质量。水平直角焊接试验显示,新型旋转电弧传感器能够满足焊缝成形要求,在焊接自动化领域有很大的实用价值。 展开更多

关键词 焊接 旋转电弧传感器 结构优化 散热分析

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用复小波实现水下旋转电弧式传感器焊缝信息提取

18

作者 李志刚 张华 贾剑平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第3期48-50,共3页

为了对旋转电弧式传感器所取得的电流信号进行坡口信息提取,首先,给出焊接弧长信号的数学模型,对焊接弧长信号进行Morlet复小波分析,将弧长信号进行带通滤波,结果表明:偏差大小与复小波系数的实部呈线性关系,焊炬倾角与复小波系数的虚... 为了对旋转电弧式传感器所取得的电流信号进行坡口信息提取,首先,给出焊接弧长信号的数学模型,对焊接弧长信号进行Morlet复小波分析,将弧长信号进行带通滤波,结果表明:偏差大小与复小波系数的实部呈线性关系,焊炬倾角与复小波系数的虚部呈线性关系。然后,针对水淹气罩情况下水下旋转电弧式传感器提取的电流信号,采用复小波进行了焊缝信息特征提取分析,同样验证了复小波方法的有效性,从而为旋转电弧式传感器焊缝信息的提取提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 旋转电弧式传感器 信息提取 复小波

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旋转电弧传感弯曲焊缝移动焊接机器人结构设计 被引量：32

19

作者 毛志伟 张华 郑国云 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期51-54,共4页

设计了一种基于旋转电弧传感的弯曲焊缝轮式移动焊接机器人机构,采用中间两轮差速驱动,前后对称布置一万向轮的结构,增加了机构的灵活性并降低了控制的难度;用两个直流伺服电机控制十字滑块实现左右与上下运动,采用旋转电弧传感器使焊... 设计了一种基于旋转电弧传感的弯曲焊缝轮式移动焊接机器人机构,采用中间两轮差速驱动,前后对称布置一万向轮的结构,增加了机构的灵活性并降低了控制的难度;用两个直流伺服电机控制十字滑块实现左右与上下运动,采用旋转电弧传感器使焊枪与传感器一体,不仅结构紧凑,而且具有实时性。支撑焊枪的支板采用组合装配方式,对于折角变化频繁或折角较大的焊缝使用增加一转动关节的支板。该机器人结构紧凑、灵活,可实现对平面弯曲船形焊缝及各种平面弯曲角焊缝的自动焊接。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 移动焊接机器人 角焊缝焊接

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旋转电弧传感焊炬空间姿态与仿真分析 被引量：4

20

作者 毛志伟 罗香彬 +1 位作者 陈斌 吴训 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期6-10,129,共5页

为了使得旋转电弧传感焊炬便于在狭小空间进行焊接作业,焊炬空间姿态信息分析及识别处理研究必不可少.通过建立焊炬高度数学模型,分析在不同焊炬跟踪角、焊炬工作角、焊炬行走角、焊缝左右横向偏差、坡口夹角的情况下焊炬高度变化关系... 为了使得旋转电弧传感焊炬便于在狭小空间进行焊接作业,焊炬空间姿态信息分析及识别处理研究必不可少.通过建立焊炬高度数学模型,分析在不同焊炬跟踪角、焊炬工作角、焊炬行走角、焊缝左右横向偏差、坡口夹角的情况下焊炬高度变化关系及对焊缝偏差提取精度的影响.仿真结果表明,对于偏差识别精度,焊炬工作角影响最大,其它均在合理范围之内.但在焊炬空间姿态均有所变化时,偏差识别精度不稳定.基于此为焊炬空间姿态信息合理解耦和精确识别提供了理论依据. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 焊炬空间姿态 焊缝偏差识别 精度

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