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基于虚拟仪器的CO_2弧焊品质定量评价系统

分类:学习资料    时间:2013-8-16 17:25:00

       摘 要:采用虚拟仪器技术开发了CO2’弧焊品质定量评价和焊接参数优化系统,用多元线性回归和多元非线性回归模型作为核心算法预测飞溅量,对短路过渡CO2’ 弧焊品质进行定量化的评价. 系统采用数据拟合算法,以短路过渡频率为优化目标,在一定条件下对焊接参数进行优化。
        1  前言
        CO2’ 气体保护焊因其高效、成本低和便于实现自动化等优点,已成为当前制造业中普遍采用的焊接方法. 然而,在CO2’ 自动焊焊接过程中,面临两个迫切需要解决的问题:一是如何在焊后迅速自动地判别出焊件质量的好坏,因为在自动化焊接过程中,会出现许多无法预知的随机干扰因素,如焊接变形引起的对缝间隙变化、运行机构稳定性引起的弧长变化、送丝机构不畅引起的送丝速度变化等等,从而导致焊接缺陷的出现. 传统的质量检测方法往往依靠抽样目测和剖切检验来实现,造成了较大量的人力、物力浪费,且不能适应自动化高速生产和构建计算机集成制造系统(CIMS) 的需要. 因此,必须要实现弧焊品质(过程) 的计算机定量化评价,只有这样才能脱离对专家的依赖和适合高速评价的需要,从而实现CO2 自动焊在线质量监控;二是如何寻求最适合的焊接参数,进而提高焊接质量,当然这也是提高焊接质量的根本措施和先决条件. 结合实验数据和理论模型对焊接参数进行优化是解决这个问题的有效方法.
       充分利用虚拟仪器技术灵活,适应广的特点,建立一套基于电弧传感信号的焊接质量定量评价和焊接参数优化虚拟仪器系统,其中焊接质量定量评价采用多元回归模型为核心算法,而焊接参数优化则是基于短路过渡频率的数据拟合算法,在此仅论述焊接电弧电压参数的优化. 大量的实验数据表明,本论文中构建的虚拟仪器系统是相当有效的.
        2  虚拟仪器与系统组成
        虚拟仪器是利用现有的PC 机,加上特殊设计的仪器硬件和专用软件,形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器. 它以逼真的虚拟面板仿真出传统仪器面板,以程序算法取代相应功能的电子电路,充分利用PC 机的硬软件资源,完成并超越传统仪器的功能[1‘] .
     所构建的虚拟仪器系统包括硬件和软件两部分:硬件主要有电流电压霍尔传感器、信号调理电路、400”kHz 数据采集卡及PC 机;软件的整体构成主要包括数据采集、数据回放、信号分析与处理、数据库四大模块. 图1‘是整个系统的总体结构图;图’2是利用本系统采集到的焊接电流电压波形图.


出处:基于虚拟仪器的CO_2弧焊品质定量评价系统.PDF