三維焊縫檢測(cè)智能傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、巨型鋼罐在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要作用，它常用于裝載易燃、易爆、有毒物品。因此，罐的質(zhì)量要求很高，那么高質(zhì)量的鋼罐關(guān)鍵在于智能化焊接技術(shù)，而該技術(shù)的核心是傳感器。本課題組在總結(jié)前人成果及前期工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)光學(xué)傳感器需要激光源激勵(lì)、抗弧光干擾能力的不足，使用GMR(Giant Magneto Resistive，巨磁阻)焊槍?xiě)腋「叨葌鞲衅?專利號(hào)：200320116511.7)和焊縫檢測(cè)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的跟蹤檢測(cè)。針對(duì)傳感器激勵(lì)源信號(hào)發(fā)

2、生電路存在分立元器件較多，尤其是電容器的體積較大、信號(hào)參數(shù)不易調(diào)節(jié)等不足，采用數(shù)字方法，即由數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字化的正弦信號(hào)數(shù)據(jù)，并將GMR焊槍?xiě)腋「叨葌鞲衅鳌⒑缚p檢測(cè)傳感器和相應(yīng)的微處理器有機(jī)集成在一起，使之小型化，設(shè)計(jì)出三維焊縫檢測(cè)智能傳感器，通過(guò)研究，取得了以下成果： 1、研制了可檢測(cè)1～10mm寬焊縫的焊縫位置檢測(cè)焊槍?xiě)腋「叨雀櫛O(jiān)測(cè)雙功能傳感器，同時(shí)申請(qǐng)了發(fā)明專利(專利號(hào)：ZL 200520036413.1)。 2

3、、針對(duì)多層膜GMR焊槍?xiě)腋「叨葌鞲衅骱秃缚p檢測(cè)傳感器的工作特性，設(shè)計(jì)出合理的信號(hào)采集處理電路；并結(jié)合抗干擾技術(shù)，減小了焊接現(xiàn)場(chǎng)中的電磁場(chǎng)、弧光高溫等對(duì)智能傳感器的影響。 3、針對(duì)三維焊縫的不同特征和本智能傳感器的空間結(jié)構(gòu)，分別采用GMR高度傳感器聯(lián)合檢測(cè)算法和焊縫檢測(cè)傳感器判別算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間焊縫的實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)。 4、從巨型鋼罐體外縫焊接MAG(Metal Active Gas arc welding，熔化電極富氫混合氣

4、體保護(hù)焊接，簡(jiǎn)稱MAG)工藝出發(fā)，論述了智能化特種罐體焊接機(jī)控制系統(tǒng)的整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)述了如何利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能控制及其實(shí)現(xiàn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)所采取的技術(shù)路線和措施，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于磁阻用于研制其它傳感器有借鑒作用。 實(shí)驗(yàn)及理論分析結(jié)果表明：本智能傳感器性能優(yōu)良，在跟蹤焊縫過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)超差情況。當(dāng)焊縫寬度為5mm時(shí)，該傳感器跟蹤精度達(dá)到了偏離焊縫中心不大于±1.0mm；懸浮高度方向?yàn)?.5～5.5mm時(shí)，識(shí)別精度達(dá)