基于并联机构的螺旋焊缝跟踪系统的研究.pdf

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1、·电气与自动化·季肖枫，等·基于并联机构的螺旋焊缝跟踪系统的研究基于并联机构的螺旋焊缝跟踪系统的研究季肖枫，许纯昕，钱建忠(1．南通航运职业技术学院。江苏南通226010；2．北京欧亚图科技有限公司。北京100096)摘要：提出了管壁为17．5mm管线的焊缝超声自动探伤工艺，分析了螺旋焊缝的轨迹跟踪系统的组成。针对螺旋焊缝的非线性及不确定性。采用了多自由度的并联机器人机构，根据运动平台要求，进行运动学逆解分析，形成3条并行支路的闭环控制环节，从而实现平台的联动控制。针对支路的闭环控制要求．设计了一种新型分段式模糊控制算法，在普通模糊控制

2、的基础上，结合了比例控制及PI控制。实现了双模分段控制方式。仿真结果显示，该算法具有响应速度快、抗干扰能力强，超调量小、无静差等优点，在线跟踪效果良好；3条支路对规划轨迹的跟踪具有较好的鲁棒性。现场试验结果，检测机构能平滑跟踪焊缝，探头耦合良好，超声扫描波形窜动平缓。检测效率高于国家标准值。具有较高的工程应用价值。关键词：焊缝跟踪：并联机构；双模分段控制中图分类号：TH131文献标志码：A文章编号：1671．5276(2015)06．021204ResearchonDual-modeSegmentedControlAlgorithmfo

3、rUltrasonicDetectionofSpiralWeldingSeamJIXiaofeng，XUChunxin，QIANJianzhong(1．NantongShippingCollege，Nantong226010，China；2．BeijingOuyatuTechnologyCo．，Ltd．，Beijing100096，China)Abstract：Anultrasonicautomaticsolderingseamflawdetectionprocessforpipeswiththicknessof17．5mmisprop

4、osed。andthecompositionoftrajectorytrackingsystemforspiralsolderingseamisanalyzed．Fornon-lineranduncertainty，aparalelrobotwithmulti-degreeoffreedomisadopted~Inversekinematicalanalysisisperformedaccordingtotherequirementofthemotionplatform，andaclosed·loopcontrolwiththreepa

5、ralelbypassesisformed，thuslinkagecontroloftheplatformisrealized．Accordingtotheclosed-loopcontrolrequirementofbypasses．anewsegmentedfuzzycontrolalgorithmisdesignedtorealizethedual—modesegmen—tedcontrolonthebasisofcommonfuzzycontrol，proportionalcontrolandPIcontro1．Thesimul

6、ationresultshowsthatthepresental—gorithmisofadvantagesoffastresponse，excellentanti-interference，smalovershootandnosteady-stateerrorandgoodonlinetrackingefect，andthetrackingofthreebypassestoplannedtrajectoryhasgoodrobustness．Theon-sitetrialshowsthat，thedetec-tionmechanism

7、isabletotrackthesolderingseamsmoothly，thecouplingofprobesisgood，andthemovingofwaveformisgentle．Thedetectioneficiencyishigherthanthenationalstandardvalue．thepresentdetectionmechanismisworthytobeappliedtOengi-neeringpractice．Keywords：seamtracking；parallelrobot；dual—modeseg

8、mentedcontrol设备的研究具有重要的工程应用价值。0引言1自动探伤工艺要求目前大IZl径运输管线主要采用螺旋焊管建造，如西气东输管线、陕京管线等。由于管道运输效率高，已在石油焊缝跟踪的灵敏度和精度