專利名稱:旋轉(zhuǎn)電弧傳感器焊槍空間姿態(tài)識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電弧傳感器焊槍空間姿態(tài)識(shí)別方法。
技術(shù)背景電弧傳感器的基本原理是利用焊槍與工件之間距離的變化引起的焊接電流變化來(lái)探測(cè)焊 槍高度和左右偏差。具有抗弧光、耐高溫、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可達(dá)性好等特點(diǎn)。電弧傳感器包括并 列雙絲電弧傳感器、擺動(dòng)掃描電弧傳感器和旋轉(zhuǎn)電弧傳感器。其中旋轉(zhuǎn)電弧傳感器具有突出 的優(yōu)越性高速旋轉(zhuǎn)增加了焊槍位置偏差的檢測(cè)靈敏度,極大地改善了跟蹤的精度;高速旋 轉(zhuǎn)提高了快速響應(yīng)特性,適用于高速焊接和薄板搭接的焊縫跟蹤。焊槍空間姿態(tài)識(shí)別是實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤和提高焊接質(zhì)量的必要條件。焊槍空間姿態(tài)信息主要 包括焊槍的左右偏差和傾角,焊槍左右偏差信息的提取是實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤的必要條件,而焊槍 傾角信息的提取則是進(jìn)行焊槍姿態(tài)控制的必要條件。但目前主要是用旋轉(zhuǎn)電弧傳感器來(lái)提取 焊槍的左右偏差,對(duì)于焊槍傾角信息的提取研究較少。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)電弧傳感器對(duì)焊槍空間姿態(tài)識(shí)別的方法。它為焊槍的姿態(tài) 控制提供基礎(chǔ)。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的,它利用空間平面擬合法來(lái)進(jìn)行焊槍傾角和左右偏差提取。具體 實(shí)現(xiàn)方法步聚如下首先以旋轉(zhuǎn)電弧的旋轉(zhuǎn)中心建立坐標(biāo)系,將電弧長(zhǎng)度的變化轉(zhuǎn)化為坐標(biāo) 值的變化,然后采用最小二乘的方法對(duì)弧長(zhǎng)進(jìn)行平面擬合,最后根據(jù)此平面與坐標(biāo)軸所在平 面的交線的斜率來(lái)辨別焊槍的偏差和傾角。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)采用平面擬合的方法簡(jiǎn)單快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng),滿足焊槍姿態(tài)控制 的要求;(2)實(shí)現(xiàn)了焊槍偏差和傾角的相互解耦;(3)充分利用了旋轉(zhuǎn)電弧傳感器檢測(cè)得 到的三維信息,信息量大,檢測(cè)結(jié)果可靠性和準(zhǔn)確性高。
圖l為本發(fā)明的工作流程圖。圖2為本發(fā)明的平面擬合示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,首先采用霍爾傳感器采集焊接電流信號(hào),然后利用數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行濾波處理。采用試驗(yàn)的方法獲得旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的動(dòng)靜態(tài)特性,然后將電流信號(hào) 轉(zhuǎn)化為弧長(zhǎng)變化,建立如圖2所示的坐標(biāo)系,采用最小二乘方法對(duì)弧長(zhǎng)進(jìn)行平面擬合得到特 征平面,最后求特征平面與XOZ面交線的斜率,此斜率可作為焊槍傾角的檢測(cè)值,并求特征 平面與YOZ面交線的斜率,此斜率可作為焊槍偏差的檢測(cè)值。
權(quán)利要求
1.1、一種旋轉(zhuǎn)電弧傳感器焊槍空間姿態(tài)識(shí)別方法,其特征是方法步聚如下首先以旋轉(zhuǎn)電弧的旋轉(zhuǎn)中心建立坐標(biāo)系,將焊接電流的變化轉(zhuǎn)化為電弧長(zhǎng)度的變化,再將電弧長(zhǎng)度的變化轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)值的變化,然后采用最小二乘的方法對(duì)弧長(zhǎng)進(jìn)行平面擬合,最后根據(jù)此平面與坐標(biāo)軸所在平面的交線的斜率來(lái)辨別焊槍的偏差和傾角。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)電弧傳感器焊槍空間姿態(tài)識(shí)別方法,其方法步聚如下首先以旋轉(zhuǎn)電弧的旋轉(zhuǎn)中心建立坐標(biāo)系,將電弧長(zhǎng)度的變化轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)值的變化,然后采用最小二乘的方法對(duì)弧長(zhǎng)進(jìn)行平面擬合,最后根據(jù)此平面與坐標(biāo)軸所在平面的交線的斜率來(lái)辨別焊槍的偏差和傾角。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)采用平面擬合的方法簡(jiǎn)單快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng),滿足焊槍姿態(tài)控制的要求;(2)實(shí)現(xiàn)了焊槍偏差和傾角的相互解耦;(3)充分利用了旋轉(zhuǎn)電弧傳感器檢測(cè)得到的三維信息,信息量大,檢測(cè)結(jié)果可靠性和準(zhǔn)確性高。
文檔編號(hào)G01D5/12GK101158589SQ20071020120
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者華 張, 彭俊斐, 毛志偉, 高延峰 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)