電弧傳感器技術在焊縫跟蹤中的研究與應用

　　2、電弧傳感焊縫跟蹤技術

　　2.1 焊縫跟蹤的實現(xiàn)

　　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離散為64個點，經過霍爾傳感器的采集之后送給Ａ／Ｄ轉換器件以提取各點的電流值。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(shù)值計算出來后，通過固高公司生產的四軸運動控制器來控制小車車體和十字滑塊的協(xié)調運動，運動器的核心是ADSP2181數(shù)字信號處理器，實現(xiàn)高性能的控制計算，包括實時軌跡規(guī)劃，位置，速度或加速度控制，主機命令處理和本身I／O管理，實現(xiàn)焊縫的精確跟蹤。

　　2.2 控制設計

　　2.2.1控制方法

　　整個控制系統(tǒng)采用模糊控制、PI控制、bang-bang控制相結合的方法：設置兩個不同的閾值，在誤差超過大閾值時用bang-bang控制；小于大閾值而大于小閾值時用FUZZY，在誤差接近0時用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，經模糊推理后得到輸出的控制量。根據(jù)模糊控制規(guī)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(tǒng)偏差很小時采用PI控制，取偏差e作為輸入量，則根據(jù)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）　　　　　（3）

　　c bang-bang控制

　　當系統(tǒng)的偏差很大時采用bang-bang控制，取偏差e和偏差的變化ec作為輸入量，根據(jù)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V字焊縫上進行多次實驗。旋轉電弧能夠進行彎曲焊縫的跟蹤。