旋转电弧传感器信号消噪的研究.pdf

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1、2010年第29卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)41旋转电弧传感器信号消噪的研究熊勇，张华，贾剑平，李志刚(南昌大学江西省机器人与焊接自动化重点实验室，江西南昌330031)摘要：旋转电弧传感器是焊接自动跟踪中的重要装置，为了获得水下焊接坡口的特征信息，必须对采集的焊接电流信号进行消噪，以去除干扰信息。利用平面中值滤波器对8个方向噪声点进行处理，平滑滤波器对信号中的奇异点和毛刺处理，以及小波变换能在小波域实现信噪分离，以便去除整个频域范围内的噪声，设计了一种中值平滑小波改进型滤波器。Matlab仿真结果表明：此方法能有效

2、消除焊接过程中的各种干扰，且经过处理后的信号表现非常明显的正弦变化规律。通过焊接实验，获得良好的跟踪效果。关键词：旋转电弧传感器；平面中值滤波；平滑滤波；形态均值滤波；改进型小波滤波中图分类号：TP409；TN911文献标识码：A文章编号：1000--9787(2010)O5_oo41_o3Theresearchofrotatingarcsensorsignalde—noisingXIONGYong，ZHANGHua，JIAJian—ping，LIZhi-gang(KeyLaboratoryofRobot&WeldingAutomationofJiangxi，NanchangUnive

3、rsity，Nangchang330031，China)Abstract：Rotatingarcsensorisanimportantsensorforautomaticweldseanltracking．Inordertoobtainthecharacteristicsinformationofgrooveweldofunderwaterwelding，theweldingcurrentsignalmustbedenoisedSOastoremoveinterferenceinformation．Planemedianfilterisusedtodealtllthenoisypoin

4、tsofeightdirections．andsmoothfilterisusedtoprocessthesingularpointandtheburrofcurrentsignal，aswellaswavelettransformCanachieveseparationofsignalandnoiseSOastoclearingupthenoisysignalintheentirerangeoffrequencydomain．Anewfilteringmethodisdesigned，whichisintegratedbyplanemedianfilter，meanfilter，sm

5、oothingfilter，morphologicalmeanfilterandimprovedwaveletfilter．nleresultofsimulationusingMatlabindicatesthatthismethodisveryefectivetoeliminatevariouskindsofinterferencesignalwhichisproducedintheweldingprocess，andthesignalmanifeststhelawofsinusoidalvariationaftersignalprocessing．Throughthewelding

6、experiments，theefectofweldseamtrackingisgreat．Keywords：rotatingarcsensor；flatmedianfilter；smoothingflit；morphologicalmeanfilter；improvedwaveletfilter0引言小波滤波和形态均值滤波相组合的方法对焊接电流信号进旋转电弧传感器具有抗弧光、耐高温、实时性强等特行滤波处理，为焊缝偏差信号识别提供准确的信号。点，近年来倍受人们重视，并被越来越多地用于焊缝偏差检1小波滤波测。其基本原理是利用焊枪与工件之间距离的变化引起的小波消噪的方法可以分为三类：模极大

7、值法、相关法以及阈值方法。其中，小波阈值消噪方法是利用小波变换技焊接电流变化来探测焊枪高度和左右偏差。使用旋转术对含有噪声信号进行分解和重构，通过对小波分解后的电弧传感器检测坡口，当坡口高度减小时，电弧变短，焊接各层系数限定阈值来消除噪声的方法，因其实现简单、计算电流增大，坡口高度增大时，电弧变长，焊接电流减小。然量小，已经取得了广泛应用。而，由于熔滴短路过渡噪声、送丝速度变化噪声、脉冲焊噪在小波消噪中，阈值的选取是一个关键性的问题，阈值声、焊