電弧傳感器技術(shù)在焊縫跟蹤中的研究與應用

　　2、電弧傳感焊縫跟蹤技術(shù)

　　2.1 焊縫跟蹤的實(shí)現

　　以旋轉電弧傳感器為例，旋轉電弧傳感器將一周的焊炬運動(dòng)離散為64個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)霍爾傳感器的采集之后送給Ａ／Ｄ轉換器件以提取各點(diǎn)的電流值。對這些電流值的分析得到當前焊槍下的焊道的信息，當焊縫的左右偏差和高低變化的數值計算出來(lái)后，通過(guò)固高公司生產(chǎn)的四軸運動(dòng)控制器來(lái)控制小車(chē)車(chē)體和十字滑塊的協(xié)調運動(dòng)，運動(dòng)器的核心是ADSP2181數字信號處理器，實(shí)現高性能的控制計算，包括實(shí)時(shí)軌跡規劃，位置，速度或加速度控制，主機命令處理和本身I／O管理，實(shí)現焊縫的精確跟蹤。

　　2.2 控制設計

　　2.2.1控制方法

　　整個(gè)控制系統采用模糊控制、PI控制、bang-bang控制相結合的方法：設置兩個(gè)不同的閾值，在誤差超過(guò)大閾值時(shí)用bang-bang控制；小于大閾值而大于小閾值時(shí)用FUZZY，在誤差接近0時(shí)用PI方法，加入積分以消除最終誤差。

　　a 模糊控制

　　當大于大閾值值而大于小閾值的時(shí)候，采用模糊控制，取偏差e和偏差的變化ec作為作為模糊控制的輸入量，經(jīng)模糊推理后得到輸出的控制量。根據模糊控制規則表，制定出合適的論域，然后我們就可以用重心法解模糊求出控制量U。

　　b PI控制[９]

　　當系統偏差很小時(shí)采用PI控制，取偏差e作為輸入量，則根據PI控制算法得到控制量U的計算公式如下：

　　U（k）=U（k-1）+Kp＊（e（k）-e（k-1））+Ki＊e（k）　　　　?。?）

　　c bang-bang控制

　　當系統的偏差很大時(shí)采用bang-bang控制，取偏差e和偏差的變化ec作為輸入量，根據bang-bang控制的算法，我們可以得到控制量U。

　　2.2.2控制器結構

　　圖4 控制器結構圖

　　文獻[10]設計了FUZZY、FUZZY-P及FUZZY-PI等多種控制方法在水平直線(xiàn)V字焊縫上進(jìn)行多次實(shí)驗。旋轉電弧能夠進(jìn)行彎曲焊縫的跟蹤。