【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及填丝gtaw控制领域，是一种基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法。
技术介绍
1、gtaw(非熔化极气体保护焊)大量应用于汽车工业、海工装备、航空航天等领域，尤其是近年来电弧增材技术的飞速发展，对填丝gtaw的自动化、智能化程度提出了更高的要求。在填丝gtaw过程中，焊丝的弯曲对焊接有着至关重要的影响。当焊丝弯曲时，焊接过程不稳定，焊缝成型质量低。针对以上难题，本专利技术公开了一种基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，通过在焊接过程中，自适应检测并矫正焊丝，从而提高焊接过程稳定性以及焊接效率。
技术实现思路
1、基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，用于在填丝gtaw过程中矫正焊丝，以获得更高的熔敷效率与更好的焊接质量，其特征在于：所述的基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适矫正方法是依据填丝gtaw电弧信号特征实现的；所述的填丝gtaw电弧信号特征是在填丝gtaw过程中，通过电弧信号采集系统采集钨极端电弧信号和焊丝端电弧信号；当焊丝发生弯曲时，焊丝与钨极的径向距离发生改变，同时焊丝端电弧信号发生改变；焊丝与钨极的径向距离反映焊丝的弯曲度，焊丝端与钨极端的电弧信号反映焊丝与钨极的距离。填丝gtaw过程中，焊丝与钨极的径向距离示意图如图1所示。
2、基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，其特征在于：所述的基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法是利用基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正控制系统实
3、基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，其特征在于：利用填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法检测焊丝是否弯曲；所述的焊丝弯曲检测方法，焊接开始前，对焊丝实施预矫正，设定1000个采样点为一个采样周期，焊接开始后，所检测到的第一个采样周期的u实＝u标，焊丝的弯曲度为第一个采样周期所得到的弯曲度g＝1设定为标定弯曲度，将每个采样周期检测到的弯曲度g与所设阈值进行比较，得到此采样周期焊丝的弯曲状态；所述u实的检测方法是通过计算采样周期内每个采样点焊丝端电弧信号uw和钨极端电弧信号ut之差ud＝ut-uw，将一个采样周期所得到1000个采样点的ud的平均值设定为实时值u实；所述的焊丝弯曲状态有三种，分别为向上弯曲，向下弯曲与不弯曲，当g<1-k，k为所预设的偏差阈值，则焊丝向上弯曲，当g>1+k，则焊丝向下弯曲，当1-k<g<1+k，则焊丝不弯曲。
4、基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，其特征在于：利用焊丝矫正控制器控制焊丝矫正系统对焊丝实施矫正；所述的焊丝矫正系统截面图如图3所示，其中参数t为每一排共线的两辊之间的距离(tmin<t<tmax，其中tmin为最小允许辊距离，tmax为最大允许辊径，e为工作辊弹性模量，s为轧件塑性断面系数，β＝0.475，b为轧件与辊子的接触宽度，σs为轧件的屈服点)；参数d＝(0.90～0.95)t为辊的直径，焊丝矫正系统上排的两辊具有一定的推程，能够采取不同的下压量，辊1对焊丝进行大变形矫正，采取较大的下压量，消除原始弯曲的不均匀度，形成单值曲率，辊2接着采用小变形矫正，压下量刚好能矫正前面相邻辊处的最大残余弯曲，从而使残余弯曲逐渐减小。所述焊丝矫正控制器对焊丝矫正系统的控制过程是，焊丝矫正控制器通过通讯总线从电弧信号采集系统接收电弧信号并进行电弧信号处理，判断焊丝是否弯曲，通过控制总线控制焊丝矫正系统采取不同的压下量。
5、基于电弧传感的填丝gtaw焊丝自适应矫正方法，其特征在于：利用焊丝矫正系统实现对焊丝的矫正；所述的焊丝矫正系统是由焊丝矫正控制器、夹持装置、移动轴、安装机构、矫正辊、伺服电机组成；所述的焊丝矫正控制器通过通讯总线与电弧信号采集系统相连，并通过控制总线驱动伺服电机控制焊丝矫正系统，从而带动矫正辊采取不同的压下量实施矫正；所述的夹持装置用于将送丝管固定至焊丝矫正完成后的送出轴上；所述的移动轴通过安装机构与具有推程的矫正辊连接，用于带动矫正辊矫正焊丝；所述的伺服电机固定于移动轴上方，用于控制移动轴从而带动焊丝矫正。
6、专利技术有益效果
7、本专利技术涉及填丝gtaw焊丝控制领域，是一种基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法。针对在填丝gtaw过程中，焊丝弯曲对焊缝成型所造成的不良影响，提出了一种基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法。利用填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法矫正焊丝；利用填丝gtaw焊丝弯曲度检测方法检测焊丝的弯曲度；利用焊丝矫正系统实现焊丝的自适应矫正。
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1.基于电弧传感的填丝GTAW焊丝弯曲自适应矫正方法，用于在填丝GTAW过程中控制焊丝的弯曲度，其特征在于：所述的基于电弧传感的填丝GTAW焊丝弯曲自适应矫正方法是利用基于电弧传感的填丝GTAW焊丝弯曲自适应矫正控制系统实现的；所述的基于电弧传感的填丝GTAW焊丝弯曲自适应矫正控制系统是由GTAW焊接机器人、焊丝矫正系统、电弧信号采集系统、焊丝矫正控制器组成；所述的焊丝矫正控制器用于检测焊丝弯曲度，并控制焊丝矫正系统对焊丝进行矫正；所述的GTAW焊接机器人用于控制焊枪进行焊接；所述的焊丝矫正系统用于焊丝弯曲的矫正；所述的电弧信号采集系统用于采集钨极端电弧信号与焊丝端电弧信号；所述的钨极端电弧信号为钨极与工件之间的电弧电压；所述的焊丝端电弧信号为焊丝与工件之间的电弧电压。
2.根据权利要求1所述的基于电弧传感的填丝GTAW焊丝弯曲自适应矫正方法，其特征在于：基于电弧传感的焊丝弯曲检测方法检测焊丝的弯曲度；所述的基于电弧传感的焊丝弯曲度检测方法如下：焊接开始前，预先对焊丝实施矫正，焊接开始后，计算每个采样周期内焊丝端电弧信号Uw和钨极端电弧信号Ut之差UD＝Ut-Uw，将
3.根据权利要求1所述的基于电弧传感的填丝GTAW焊丝弯曲自适应矫正方法，其特征在于：利用焊丝矫正系统对焊丝弯曲部分进行矫正；所述焊丝矫正系统可替换保护咀旋拧至螺栓上；所述的焊丝矫正系统收到焊丝矫正控制器的信号并对弯曲进行矫正；五辊式矫正机采用两排交错配置的矫正辊，下排三个辊，下排三个辊不具备升降行程，上排两个辊，上排两个辊具备一定的升降行程，可以调整。每一排共线的两辊之间的距离T(Tmin<T<Tmax，其中Tmin为最小允许辊距离，Tmax为最大允许辊径，E为工作辊弹性模量，S为轧件塑性断面系数，β＝0.475，b为轧件与辊子的接触宽度，σs为轧件的屈服点)；辊的直径D＝(0.90～0.95)T；辊数n＝5；焊丝矫正系统焊接开始前保持初始姿态，所述初始姿态特征为，辊1辊2抬升至不与焊丝接触(抬升高度小于辊1辊2推程)，焊丝与辊1辊2之间保持空置。辊3，辊4和辊5与焊丝正好接触，且不产生作用；焊丝矫正系统接受到焊丝矫正控制器系统的信号，当焊丝弯曲时，上排的两辊通过得到的反馈采取不同的压下量，首先辊1对焊丝进行大变形矫正，采取较大的下压量，消除原始弯曲的不均匀度，形成单值曲率，辊2接着采用小变形矫正，压下量刚好能矫正前面相邻辊处的最大残余弯曲，从而使残余弯曲逐渐减小，下排辊3辊4辊5保持不动。当焊丝不弯曲时，焊丝矫正系统的辊1和辊2回复到初始姿态，此时所有辊不对焊丝产生作用。
...【技术特征摘要】
1.基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，用于在填丝gtaw过程中控制焊丝的弯曲度，其特征在于：所述的基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法是利用基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正控制系统实现的；所述的基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正控制系统是由gtaw焊接机器人、焊丝矫正系统、电弧信号采集系统、焊丝矫正控制器组成；所述的焊丝矫正控制器用于检测焊丝弯曲度，并控制焊丝矫正系统对焊丝进行矫正；所述的gtaw焊接机器人用于控制焊枪进行焊接；所述的焊丝矫正系统用于焊丝弯曲的矫正；所述的电弧信号采集系统用于采集钨极端电弧信号与焊丝端电弧信号；所述的钨极端电弧信号为钨极与工件之间的电弧电压；所述的焊丝端电弧信号为焊丝与工件之间的电弧电压。
2.根据权利要求1所述的基于电弧传感的填丝gtaw焊丝弯曲自适应矫正方法，其特征在于：基于电弧传感的焊丝弯曲检测方法检测焊丝的弯曲度；所述的基于电弧传感的焊丝弯曲度检测方法如下：焊接开始前，预先对焊丝实施矫正，焊接开始后，计算每个采样周期内焊丝端电弧信号uw和钨极端电弧信号ut之差ud＝ut-uw，将一个采样周期所得到1000个采样点的ud的平均值设定为实时值u实，第一个采样周期的u实＝u标，焊丝的弯曲度为标定焊丝弯曲度g＝1，k为预设的焊丝弯曲度偏差阈值；将弯曲度与所预设的弯曲度进行比较，若g>1+k，则焊丝向下弯曲且需要进行矫正；若g<1-k，则焊丝向上弯曲且需要进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾爱亭，罗帅武，王东前，洪波，李湘文，尹力，刘浩，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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