基于电弧传感器的管端环缝全自动焊机设计.pdf

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1、第41卷第3期兰州理工大学学报Vo1．41N0．32015年6月JournalofLanzhouUniversityofTechnologyJun．2015文章编号：1673-5196(2015)03-0015-04基于电弧传感器的管端环缝全自动焊机设计李华，田国华(浙江广播电视大学萧山学院，浙江杭州311200)摘要：针对管端环缝的焊接现状，设计一款基于摆动式电弧传感器的管端环缝全自动焊机，给出焊机整体结构图，分析各主要组成部分的功能，提出具有无急回特性的焊枪运动控制装置的设计思想，实现了焊枪和摆动式电弧传感器一体化．并提出一种改进型左右区域积分差值

2、法，最后用MATLAB进行仿真．理论分析和实验表明：该焊机具备管端环缝全自动焊接的功能，具有较高的焊缝检测精度．关键词：环缝焊接；摆动式电弧传感器；焊缝跟踪中图分类号：TG409文献标识码：AArcsensor-baseddesignoffull-。automaticweldingmachineforpipeendringseamwelding’LIHua。TIANGuo-hua(XiaoshanCollege。ZhejiangRadio&TVUniversity。Hangzhou311200，China)Abstract：Aimedatcurrent

3、situationofthepipeendringseamwelding，full—automaticweldingmachineWaSdesignedbasedonswingarcsensorforpipeendwelding．Itsoverallstructurediagramwasgivenandthefunctionofitseverymajorcomponentswasanalyzed．Thedesignideaofitstorchmotiondevicewith—outquickreturncharacteristicswaspresent

4、edtorealizetheintegrationofthetorchandswingarcsensor．Animprovedright-and-leftregionalintegraldifferencemethodwasfurtherpresented．Finally，thesimula—tionwascarriedwithMATLAB．ItwasshownbytheoreticalanalysisandexperimentthatthisweldingmachinecouldbeusedtOrealizeautomaticweldingwithh

5、ighprecisionofweldinspection．Keywords：ringseamwelding；swingarcsensor；seamtracking网架管端环缝的焊接是网架制作的关键工序，在一些固有误差，而电弧传感器与焊炬融为一体，实自动焊接由于具有生产效率高、质量稳定等优点而用性强、抗弧光、高温和强磁场，因此被广泛用于焊成为网架焊接的发展方向．目前的网架管端环缝焊缝跟踪系统[6]．接主要是靠手工焊或半自动焊，要实现对管端环缝本文设计一种基于摆动式电弧传感器的能够自的全自动焊接，必须要设计一款具有自动上下焊接动上下料、自动检测环缝位置、自

6、动检测待焊管长度工作台、自动检测焊缝位置、自动判定待焊管长、并的焊机，并提出了一种改进型左右区域积分差值法能实现焊缝跟踪等功能的焊机．进行焊缝偏差信息的提取，提高了焊缝跟踪精度．与自动焊接有关的研究目前主要集中在熔透控1工艺分析制[1]、焊缝跟踪[3_5]等方面，如文献E43研究了电弧传感器的理论模型和焊枪轨迹偏离信息提取，文献网架管端环缝焊接件如图1所示．根据焊接件E5]研究了一种基于CCD图像传感的TIG焊的焊的结构特点，管端两焊缝呈环型，在结构上呈对称布缝跟踪系统．采用接触式和光学传感器这种前置式置．依据网架焊管尺寸特征，焊接件直径为100～传感

7、器与焊枪间存在一定距离，系统不可避免的存400mm，长度为10005000mm，重量小于500kg．自动焊接前，将两侧封板用手工点焊后，装在上收稿日期：2014-II-24作者简介：李华(1977一)，女，浙江杭州人，讲师．料侧的传输链上．待焊管传至焊接工作台后，由焊缝兰州理工大学学报第41卷检测装置检测焊缝位置，并由控制系统判断待焊管l3：=：E27(sinljJ／2(2)的长度是否符l合要求．对符合长度要求的焊管，焊枪厶一z2·13·COS[／z1(3)到位后焊管进行回转运动，两焊枪通电进行自动焊式中：()。接．+S1nO／板Co一图1网架焊管摆F

8、ig．Weldedpipeofframe节快2机床整体设计螺本设计采用卧式结构，焊机除传输链外