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《微机控制窄间隙熔化极脉冲氩弧焊焊缝自动跟踪系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、微机控制窄间隙熔化极脉冲氩弧焊焊缝自动跟踪系统第1O卷第4期l989年12月焊接HANrIEXUEBAO哆l7'Vo1.10No.4DeCemberl98g制窄间隙熔化极脉氩弧焊焊缝自动跟踪系统陆依成讲师陈建江硕士王震激教授钱聚瑛副教授朱余荣工程师(西安酉[工L大学)摘要小直径厚壁钢管窄伺隙熔化极脉冲氩弧焊的生产实际出盎,设计了一私以窄间隙坡口棱边为轨迹的新型跟踪传感器——光电数字传感器.该传感器用坡口棱边效应,将间隙中光源发出的连续光信号离散成数字形式的光信号,而能定量皓出偏移量的大小-具有跟踪精度
2、高,占用焊缝周围空刚,,电路简单,抗干扰能力强等特点.采用这种新型的光电数字传感器,配咀单板计算为主体蛆成实时艰踪控制系统,并使跟踪与焊抢摆动体化,有效地宴现T对小直径厚壁钢管窄司隙焊高精度焊缝跟踪和保证良好的桐J熔台.weihat,gen主题词微机焊接跟跨0序言在厚板超厚板焊接领域中采用窄间隙焊,由于具有许多突出的优点,近十几年来已引起国内外焊接界的高度重视.但窄间隙焊采用的坡口阐隙窄而深,给焊接质量控制带来了一定的困难,其主要问题之一是:如果侧壁熔合不良,将会影响到焊接接头的机械性能,特别是疲劳和
3、冷冲击性能.为此,人们做了大量的试验研究工作,如采用摆动焊丝,焊枪或电弧,优化焊接规范参数选择等,虽然都有利于改善侧壁熔合,但是大量的资料介绍表明,焊接过程出现焊丝不对中是导致产生侧壁熔合不良的主要原因.此,在窄间隙焊时如何实现可靠的焊缝跟踪,是保证获得高质量焊缝的一个十分重要的问题.4期微机控制窄间隙溶化极脉冲氩弧焊焊缝自动跟踪系统229目前,烊缝自动跟踪系统中用得较多的是机械跟踪,电磁跟踪,光电跟踪等方法.各种方法都有各自的优点和相应的适用对象,除了各自本身存在的局限性不利于对小直径厚壁钢管的雍间
4、隙焊实现商精度跟踪外,还都具h彳『下■的婵同问题:(1)跟踪中所用的传感器都只能定性检测出焊缝偏移方向,而不能准确地检测出偏移量的大小.因此,可认为这些传感器均于定性的,这样就易造成网纠偏不足时不能毖时反映跟踪欠调或在超调时产生系统振荡.(2)传感器聚终输出的信号是模拟信号,抗干扰能力较弱.由于焊接过程各种电磁干扰较大,从而往往影响实际的跟踪精度,使低亍传感器的灵敏崖.此外,用计算机进行控制时,必需通过模数转换才能实现与计算机相联接,增加了控制系统的复杂性.山此看出:若能设计一种L定量检测偏移量的数字
5、传感器将为精确跟踪开辟一条新路.本文的主要工作就是研制这样f自传感器,并用微机进行控制,使红跟踪的同时实现焊枪摆动,从而有效地锵决窄闯隙焊的侧壁熔合问题:l光电数字传感器弹缝跟踪技术的发展,在某种意义上说是取决于传感器的发展.作者从工作可靠,精匪高,电路简单,抗干扰麓力等要求出发,结合小直径(内径50ram左右)厚壁(~50mm)钢管的窄间隙焊实际情况,设计了一种光电数字传感器,其工作原理如图1所示:H萎号fJ棱边I『(光纤头)I光信号l转换『lI图l光电披宇传蒜器工作原理图传感器由光导纤维及数字标准
6、亿电路两大部分组成.光纤的头部——信息采集器,用于采集,离散信号j光纤的其余部分用于传导光信号,这样可使电路部分远离焊接区域.用光纤传导,不仅使传感器占用焊接区域空间小,有利于在空间窄小情况下的焊缝跟踪,而且能有效地抵抗焊接区域内存在的电,磁干扰,增强了抗干扰能力.每个信息采集器由若干层相同厚度的光纤薄层组成,每层后部札成柬与光敏元件(如光电池)及相应电路相联接.当信息采集器置于坡口侧壁棱边上时,山于棱边作,位于坡口间隙内的光纤层接受间隙中光源的光照(图2).使相对应的光电池产生相应的输出电压,经放大
7、电路放大并标准化后输出给计算机以相适应的标准"l"电平.而那些被棱边遮挡住的光纤层,由于不受光照,则对应输出为"0".很显然,输出结果只可能有"0"和"1"两种状态,形成了数字化结果.这就是说,利用坡口侧壁棱边的作用,佑息采集器将光信号离散成了数字化光信号.}1]以上分析可知,传感器输出为"1"的个数就表示处于坡[]中的光纤层数,它准确地反映出信息采集器与坡200焊接¨侧蛙棱边的柏对他置,通过检测的结果用以控制蛘蝗在坡口{旧比置,从而实现群缝自动跟踪=显然.传感器的精度直接取决于每层光纤的厚鹱,每层厚
8、度越小.刚灵敏度越高,而从实际使用要求出发,本传感器选定每层光纤厚0耍为0.2mm这样,单个采集器的精度就是O.2mm,已能满址烨缝跟踪的需要.靠息采集器取{!的光特0经过光也池转换成数字l信号,无需进行模数转换.当光饵的光强足够时,光纤层受光螅是I古会造成在光电池输出的电信上产生很大差别,通常可达10倍.这样,放火电路不必考虑电路的零漂,线性性等同题,电路简啦,仅需进行简单的放大并转换成能与计算机榴联l0卷田2信息采籀的示意田的标准化电平即可.并且由于
