基于模糊控制的焊缝自动跟踪系统的设计.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO．62011年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun．2011文章编号：1001—2265(2011)06—0073—04基于模糊控制的焊缝自动跟踪系统的设计吴冬春，李金友(1．盐城工学院，江苏盐城224003；2．江苏高精机电装备有限公司，江苏盐城224053)摘要：为了提高CO，气体保护焊的自动化水平，研制了用于CO，气体保护焊的电弧传感焊缝跟踪系统。采用TM$320F240数字信号处理器作为CO，焊接电源和焊接摆动器的控制核心。

2、CO焊接电源采用IGBT全桥逆变主电路，根据电弧电压、电流反馈信号进行PID逻辑运算，据此调节PWM的脉冲宽度，使得逆变焊接电源具有恒压电源外特性。采用参数自调整模糊控制器对焊接电流信号分析，获得步进电机的调整步数和调整方向。设计了焊缝跟踪的执行机构焊接摆动器。实验证明．系统实现了0。到8。偏角以内的焊缝跟踪关键词：焊缝跟踪；DSP：电源外特性；焊接摆动器中图分类号：THl6：TG65文献标识码：ADesignofTrackingSystemforWeldingSeamofCO2ShieldedWeldingWUDong—chun，LIJ

3、inyou(1．Yanchenginstituteoftechnology，JiangsuYancheng224003，China；2．JiangsuGaojingMechanical&ElectricalEquipmentCo．，Ltd．，JiangsuYancheng，224053，China)Abstract：InordertoimprovethelevelofautomaticweldinginCO2shieldedwelding，thetrackingsystemofweldingseambasedonarcsensorforC

4、O2shieldedweldingiselaborated．CO2weldingpowersourceandweldingoscillatorbasedontheTM$320LF240digitalsignalprocessor．InverterweldingmaincircuitofIGBTforCO2weldingpowersourceobtainedtheconstantvoltagepowersourceexternalcharacteristic，whichbyPWMcontrolbasedonPIDcontrollerofar

5、cvoltageandarccurrent．Thestepnumbersandthedirectionofstepmotorisobtained，whichbasedonanalysisoncurrentsignalbyfuzzycontro1．Actuatorofthesystemfortrackingweldingseam，whichisweldingoscillator，isdesigned．Theexperimentshowedthatthesystemrealizesthetrackingofweldingseamfrom0。t

6、o8。．Keywords：trackingofweldingseam；DSP；powersourceexternalcharacteristic；weldingoscillator0引言1焊缝自动跟踪系统整体设计焊接时，电弧在坡口中摆动，焊丝端部与母材之焊缝自动跟踪系统整个结构设计如图1所示，间的距离随焊炬对中位置而变化，它会引起焊接电整个硬件系统主要由逆变焊接电源、DSP控制器、步流与电压的变化，这就是电弧传感。通过电弧传感进电机驱动器、焊接摆动器等个部分组成。可判断m焊枪与焊缝之间的相对位置，从而实现焊缝的自动跟踪。电弧传感的性能不是

7、一个孤立的元件所确定，而是由扫描焊炬、焊接电源外特性、送丝机等组成的系统组成的系统所确定的。同时，在强烈的弧光、高温、烟气下，采用基于语言规则的模糊滤波器和模糊控制器来设计焊缝跟踪控制系统，可以有效的去处干扰，取得了较好的控制效果。结合影响电弧传感器性能的要素和模糊控制器的特图1硬件系统总体结构框图点，设计了CO，焊缝自动跟踪系统。为满足焊接时电弧的稳定性，逆变焊接电源应收稿日期：2011—05—19；修回日期：201l—O6一O7作者简介：吴冬春(1975一)，男，江苏盐城人，盐城丁学院电气I=程学院讲师，硕士，主要研究领域为逆变焊机、

8、电力电子及其自动化等，(Email)Wudc1975@163~'onl·74·组合机床与自动化加工技术第6期设计为缓降特性或平特性的电源特性。同时，焊接死区外连续可调。过程中焊枪应始终对准焊缝