一种电弧焊接方法及系统技术方案

一种电弧焊接方法，采用电弧焊接系统进行焊接，电弧焊接系统中的弧压采集模块采集弧压并发送至焊接控制器，焊接控制器将弧压进行LMS滤波处理得到平滑弧压后，再根据平滑弧压和弧压跟踪策略计算得出焊枪进给距离和焊枪进给速度，而后将焊枪进给距离和焊枪进给速度发送至一号机器人控制器，一号机器人控制器控制六轴机器人执行计算得到的焊枪进给距离和焊枪进给速度，焊接控制器根据平滑温度及焊枪和视觉传感器的移动速度、焊接电流、氩气流量调整策略计算出工艺参数并发送至响应的部件，从而控制焊枪在焊缝处的能量输出，避免因焊板自身温度和焊枪能量输出过高导致焊漏等焊接缺陷的产生，进而提高焊接质量，是对TIG焊接控制的有力补充。制的有力补充。制的有力补充。

【技术实现步骤摘要】
一种电弧焊接方法及系统


[0001]本专利技术涉及焊接制造
，尤其涉及一种电弧焊接方法及系统。

技术介绍

[0002]实际工程生产中对于平板复杂焊缝，采用机器人进行焊接时一般需要人工示教进行反复校核，不仅焊接效率低，且由于热变形的原因容易导致漏焊；同时因焊接过程采用固定的焊接电流和氩气流量等工艺参数，此工艺参数不但使平板自身温度不断提高易造成焊漏，且平板的变形量也会增加，进而导致漏焊，不能满足焊接质量要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种电弧焊接方法及系统，以解决上述
技术介绍
中的问题。
[0004]本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005]一种电弧焊接方法，采用电弧焊接系统进行焊接，具体步骤如下：
[0006](1)在电弧焊接系统中，通过直角机器人控制视觉传感器、六轴机器人控制焊枪分别移动至焊缝初始点；
[0007](2)在从焊缝初始点焊接启动后，视觉传感器将获取的焊接轨迹信息发送至轨迹跟踪测量模块，焊接控制器将一号机器人控制器发送的焊枪空间位置、姿态信息和二号机器人控制器发送的视觉传感器位置信息传输至轨迹跟踪测量模块，轨迹跟踪测量模块计算出焊枪进给坐标、焊枪姿态、视觉传感器移动坐标后发送至焊接控制器，焊接控制器将焊枪进给坐标和焊枪姿态信息发送给一号机器人控制器，将视觉传感器移动坐标信息传输给二号机器人控制器，一号机器人控制器控制六轴机器人运动至焊枪进给坐标，并将焊枪姿态调整为焊缝轨迹切线方向，二号机器人控制器控制视觉传感器移动；
[0008](3)启动焊接后，弧压采集模块采集板材的弧压并发送至焊接控制器，焊接控制器将接收的弧压进行LMS滤波处理得平滑弧压，再根据平滑弧压和弧压跟踪策略计算得出焊枪进给距离和焊枪进给速度，而后将焊枪进给距离和焊枪进给速度发送至一号机器人控制器，一号机器人控制器控制六轴机器人执行计算得到的焊枪进给距离和焊枪进给速度，进而改变焊枪到焊板的距离和焊枪垂直方向的移动速度，实现对弧压、弧压跟踪速度的调整；
[0009](4)启动焊接后，温度传感器将采集的温度发送给焊接控制器，焊接控制器将采集的温度经过S
‑
G滤波得到平滑温度，焊接控制器根据平滑温度及焊枪和视觉传感器的移动速度、焊接电流、氩气流量调整策略计算出焊枪和视觉传感器最新的移动速度、焊接电流和氩气流量后，将焊枪移动速度发送给一号机器人控制器，将视觉传感器移动速度发送给二号机器人控制器，将焊接电流发送给焊接电源，将氩气流量发送给流量控制器，从而控制焊枪在焊缝处的能量输出。
[0010]在本专利技术中，所述弧压与电弧长度(钨极到焊点的距离)的关系式可表示
[0011]为U
h
＝U
Z
+K
·
L(1)
[0012]式(1)中，U
h
为电弧电压，U
Z
为在一定条件时(一定电流和电极材料时)阴极压降和阳极压降之和，K为电弧电压梯度，是比例常数，L为钨极到焊点的距离；电弧电压的高低取决于电弧长度的变化，当电弧拉长时，电弧电压升高，当电弧长度变短时，电弧电压降低，通过调节钨极到焊点的距离调节弧压大小；
[0013]所述弧压跟踪策略包括弧压调距控制规则和调距速度控制规则，弧压调距控制规则建立如下：
[0014]令e(k)＝U
set
‑
U(k)，其中，U
set
为根据TIG焊接设备焊接工艺要求设定的最优焊接弧压；U(k)为弧压采集模块在第k次采样时刻采集的实际焊接弧压；e(k)为第k次采样时刻测得的实际焊接弧压和最优焊接弧压之间的偏差；e(k
‑
1)和e(k
‑
2)分别表示第k
‑
1、k
‑
2次采样时刻实际焊接弧压和最优焊接弧压之间的偏差，并有
[0015][0016]式(2)中，Δ2e(k)为第k次采样时刻测得的实际焊接弧压和最优焊接弧压偏差的二次差分；Δe(k)与Δ2e(k)分别表示e(k)与Δe(k)的变化趋势；V
Y
(k)为焊枪进给速度；V(k)为焊枪垂直方向的移动速度，以e(k)和Δu(k)分别作为第k次采样时刻的输入和输出量，当e(k)处于[E
max
，+∞]区间时，Δu(k)值为ΔU
max
；当e(k)处于(E
set1
，E
max
)区间时，Δu(k)值为k1[k
P
·
Δe(k)+k
i
·
e(k)+k
d
·
Δ2e(k)]；当e(k)处于(0，E
set1
)区间时，Δu(k)值为k2k
P
e
m
(k)；当e(k)为0时，Δu(k)值为0；当e(k)处于区间(E
set2
，0)时，Δu(k)值为k2k
P
e
m
(k)；当e(k)处于区间(E
min
，E
set2
)时，Δu(k)值为k1[k
P
·
Δe(k)+k
i
·
e(k)+k
d
·
Δ2e(k)]；当e(k)处于区间(
‑
∞，E
min
)时，Δu(k)值为ΔU
min
；
[0017]根据Δu(k)及式(1)计算出焊枪进给距离；
[0018]以e(k)和V
Y
(k)作为输入，V(k)为焊枪垂直方向的移动速度，作为输出，当e(k)处于[E
max
，+∞]区间，V
Y
(k)处于[V
set2
，V
max
]区间，V(k)值为V1；当e(k)处于[E
max
，+∞]区间，V
Y
(k)处于(V
set1
，V
set2
)区间，V(k)值为V2；当e(k)处于[E
max
，+∞]区间，V
Y
(k)处于(0，V
set1
]区间，V(k)值为V3；当e(k)处于(E
ser1
，E
max
)区间，V
Y
(k)处于[V
set2
，V
max
]区间，V(k)值为V4；当e(k)处于(E
set1
，E
max
)区间，V
Y
(k)处于(V
set1
，V
set2
)区间，V(k)值为V5；当e(k)处于(E
set1
，E
max
)区间，V
Y
(k)处于(0，V
set1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电弧焊接方法，其特征在于，采用电弧焊接系统进行焊接，具体步骤如下：(1)在电弧焊接系统中，通过直角机器人控制视觉传感器、六轴机器人控制焊枪分别移动至焊缝初始点；(2)在从焊缝初始点焊接启动后，视觉传感器将获取的焊接轨迹信息发送至轨迹跟踪测量模块，焊接控制器将一号机器人控制器发送的焊枪空间位置、姿态信息和二号机器人控制器发送的视觉传感器位置信息传输至轨迹跟踪测量模块，轨迹跟踪测量模块计算出焊枪进给坐标、焊枪姿态、视觉传感器移动坐标信息后发送至焊接控制器，焊接控制器将焊枪进给坐标和焊枪姿态信息发送给一号机器人控制器，将视觉传感器移动坐标信息传输给二号机器人控制器，一号机器人控制器控制六轴机器人运动至焊枪进给坐标，并将焊枪姿态调整为焊缝轨迹切线方向，二号机器人控制器控制视觉传感器移动；(3)启动焊接后，弧压采集模块采集板材的弧压并发送至焊接控制器，焊接控制器将接收的弧压进行LMS滤波处理得到平滑弧压后，再根据平滑弧压和弧压跟踪策略计算得出焊枪进给距离和焊枪进给速度，而后将焊枪进给距离和焊枪进给速度发送至一号机器人控制器，一号机器人控制器控制六轴机器人执行计算得到的焊枪进给距离和焊枪进给速度，进而改变焊枪到焊板的距离和焊枪垂直方向的移动速度，实现对弧压、弧压跟踪速度的调整；(4)启动焊接后，温度传感器将采集的温度发送给焊接控制器，焊接控制器将采集的温度经过S
‑
G滤波得到平滑温度，焊接控制器根据平滑温度及焊枪和视觉传感器的移动速度、焊接电流、氩气流量调整策略计算出焊枪和视觉传感器最新的移动速度、焊接电流和氩气流量后，再将焊枪移动速度发送给一号机器人控制器，将视觉传感器移动速度发送给二号机器人控制器，将焊接电流发送给焊接电源，将氩气流量发送给流量控制器，从而控制焊枪在板材焊缝处的能量输出。2.根据权利要求1所述的一种电弧焊接方法，其特征在于，所述弧压与电弧长度的关系式表示为U
h
＝U
Z
+K
·
L
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，U
h
为电弧电压，U
Z
为在一定条件时阴极压降和阳极压降之和，K为电弧电压梯度，是比例常数，L为钨极到焊点的距离。3.根据权利要求1所述的一种电弧焊接方法，其特征在于，所述弧压跟踪策略包括弧压调距控制规则和调距速度控制规则，弧压调距控制规则建立如下：令e(k)＝U
set
‑
U(k)，其中，U
set
为根据T...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志永，熊远，万贻辉，吴文渊，张弘，陈柏栋，樊伟，原鹏飞，裴立明，罗炜，许倩，陈飞，陈林杰，孙哲，龚循睿，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：