旋转电弧传感器焊缝跟踪信号的采集与处理

信号的滤波处理是基于旋转电弧传感器焊缝跟踪系统的重要环节,考虑到焊接电流信号易受到外界噪声的干扰,提出了一套新的组合滤波法,包括改进的最小值滤波法、自适应中值滤波法、加权平均滤波法以及均值滤波法,对采集得到的电流信号进行滤波处理介绍了基于旋转电弧传感器的轮式移动焊接系统,分析了采集到的焊接电流信号的特征,从理论上论证了这套组合滤波法去噪的可行性,并利用Matlab进行仿真.结果表明,这套组合滤波方法使焊接电流波形得到明显改善,保留了电弧信号特征,提高了焊接电流信号的信噪比,满足了实时性的要求,并为偏差信息的提取提供了依据.     

基于旋转电弧填丝TIG焊焊缝跟踪信号处理研究

设计了旋转电弧TIG焊接焊缝跟踪系统,将旋转电弧传感器应用于TIG焊接,利用旋转电弧扫描焊缝,通过采集、处理焊接电压的变化实现焊缝的跟踪。对实际焊接电压信号进行了分析,提出了数字滤波器和小波滤波器相结合的方法,建立了旋转电弧TIG焊接电弧高度与电压的模型。试验结果表明,设计的滤波算法实用性好,可靠性高,能有效地识别旋转电弧填丝TIG焊接高度的变化,为焊缝跟踪打下基础。     

窄间隙摆动电弧脉冲熔化极气体保护焊的信号处理

针对窄间隙摆动电弧脉冲熔化极气体保护焊,提出了一种用于实现其焊缝跟踪的电弧传感信号处理方法。采用脉冲门限值法,从脉冲电流信号中提取出可以反映焊炬高度变化的峰值电流信号,然后运用一种新的组合滤波方法,包括中值滤波、移动平均滤波和小波滤波,对峰值电流信号进行滤波处理。结果表明,该组合滤波方法可以有效地提高电流信号的信噪比。最后通过试验验证了该滤波方法的可行性。     

旋转电弧脉冲GMAW焊的信号处理

针对旋转电弧脉冲GMAW焊,提出了一种新的信号处理方法,在硬件电路上设计了截止频率为250 Hz的有源二阶低通滤波器进行滤波,有效地滤除了电弧传感信号中的干扰和噪声,并对电流信号采用提取包络线的极值滤波法进行滤波,结合有限削波处理.从而得到焊缝的偏差信息.     

窄间隙摆动电弧焊的传感信号处理

在研究国内外电弧传感信号处理方法的基础上,考虑到窄间隙摆动电弧焊的传感信号容易受到噪声的干扰,提出了一种新的组合滤波法,包括削波处理、中值滤波和傅里叶滤波,对采集的电流信号进行滤波处理并在Matlab中进行仿真。结果表明,该滤波方法有效地改善了电流波形,提高了电流信号的信噪比。然后进行了不同偏差条件的焊接试验,通过比较理论偏差与提取的实际偏差,证明了该滤波方法的可行性。     

旋转电弧MAG焊强迫短路过渡电流信号滤波

研究了MAG焊旋转电弧V形坡口扫描焊接电流的变化特征,发现当电弧扫描到坡口两侧时,由于电极高度变小,会产生强迫短路熔滴过渡.在短路过渡的瞬间会产生较大的峰值电流,对旋转电弧传感器的检测灵敏度造成影响.为此提出了基于空间邻域的均值滤波和软阈值小波滤波组合算法,对实际焊接电流信号进行了滤波处理,并研究了该算法的实时性.结果表明,该算法可以使电流波形得到明显的改善,并具有较强的实时性,为焊枪偏差识别奠定了基础.     

焊接电弧电信号滤波方法的选用

由于噪声的存在，会使测试分析系统所采集到的焊接电弧电信号的数据误差增大，数据的精确程度会受到干扰而发生变化。情况严重时会影响二次处理的结果，因此应采取有效措施滤除信号中的噪声。本文介绍了多种软硬件滤波方法，并具体介绍了小波滤波方法，因小波滤波可使原始信号的失真较小。故可选择小波滤波作为焊接电弧电信号采集与预处理的主要滤波方法。     

基于旋转电弧传感器的水下电弧焊信号处理

为了去除旋转电孤传感器于水下电弧焊的电流信号中的干扰,提出了小波滤波和中值滤波的组合滤波方法.介绍了基于旋转电弧传感器的水下电弧焊接系统,分析采集到的水下焊接电流信号的特征,从理论上论证小波变换应用在水下电弧焊接信号去噪的可行性.利用Matlab中小波工具箱对实际采集到的电流信号进行小波滤波分析,选取合适的小波基.对滤波后信号,存在的水下焊接中短路过渡和断孤的干扰,采用中值滤波的去噪方法.实验证明:小波滤波和中值滤波组合的方法能更有效地抑制干扰,并保留有用的水下焊接电弧信号特征,处理时间满足实时性要求.     

旋转电弧传感角焊缝信号滤波研究

针对含短路抑制的旋转电弧信号,为提高电流信号信噪比,提出了一种组合滤波方法。首先,在电流信号中运用差分法确定短路抑制位置;再将短路抑制特性与差分特点相结合,确定短路抑制的起点和终点位置,对抑制段信号进行线性修复。然后,采用中值滤波、均值滤波以及平滑滤波等对电流信号滤波。最后,通过滤波后信号与基于实际熔池的理论模型电流信号分析对比及预设固定偏差的试验,证明组合滤波的有效性。     

一种用于焊缝跟踪的磁控电弧传感器

针对目前机械式电弧传感器普遍存在的易磨损、噪声大且稳定性差等问题,提出了将磁场控制电弧的技术应用于焊缝跟踪;设计了磁控电弧传感器,对其基本原理进行了详细阐述,并依据电磁场理论和磁控电弧规律分析了相关影响参数.对通过霍尔传感器获取的焊接电流信号采用了巴特沃思滤波器硬件滤波和小波分析的电流信号软件处理相结合的信号处理方法,对磁控摆动电弧、未加磁场电弧和机械旋转电弧三种情况下的实测电流信号进行了分析比较,应用有效区间双重去极值积分比较法提取实际焊缝坡口的偏差信息.结果表明,磁控电弧传感器用于焊缝跟踪正确可行,跟踪效果好,为目前对焊缝跟踪技术的研究提供了新的方向.     

基于电弧传感方式的窄间隙焊枪高度自适应跟踪系统

基于电弧传感原理，用试验方法建立了CO2气体保护短路过渡焊接条件下焊枪高度与电弧电压均值之间的静态数学模型，通过信号处理及PID调节实现了计算机控制的窄间隙焊枪高度自适应实时跟踪，为窄间隙接质量保障提供了一种新的技术途径。     

基于Lab VIEW的熔化极等离子弧焊接电弧电信号分析

在熔化极等离子弧焊接(plasma-MIG)试验系统基础上,设计电流、电压信号采集系统,对其电弧电特性信号进行采集,用虚拟仪器软件LabVIEW对其进行处理,得到U-t,I-t,U-I相图.比较了熔化极等离子弧焊与常规熔化极气体保护焊电弧电信号的不同,前者电流、电压波动很小,后者波动很大;研究了熔化极等离子弧焊接方法中MIG电流增大对电弧电信号的影响,并对熔化极等离子弧焊接的不稳定电弧电信号进行了分析,发现内弧对外弧的影响有一定规律性.     

焊接电弧信息测试分析系统

以焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信息源，开发了一套可进行信号采集、信号处理、信息提取的焊接电弧信息测试分析系统，并可实现同步高速摄影。研制的电弧电压、焊接电流传感器具有良好的强弱电隔离性能，良好的输出信号品质，很好地保护了采集卡及计算机。设计的电弧光谱传感器信噪比高，可得到品质良好的电弧光谱信号。基于Visualbasic语言开发的软件系统可采集多路焊接电弧信号，并可对采集的信号进行瞬时分析和统计分析，以提取有价值的焊接信息。     

基于LabVIEW的焊接过程多信息分析平台

基于焊接多信息同步采集系统,采用LabVIEW图形化语言,以熔化极气保焊的焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信号源,构建了包括电信号参数设置、电信号数据分析模块、光信号参数设置与自动选择、光信号数据分析的焊接过程多信息分析平台。可实时显示焊接电流波形、电弧电压波形、电弧辐射光谱等;系统还通过数据分析处理得到U-I相图、焊接电流和电弧电压概率密度、短路时间频次图、电弧辐射光强与波长对应图、计算焊接温度的玻尔兹曼图等,通过上述信息分析,检测电弧状态和信息,可用于焊接过程诊断和焊接电弧物理研究等。     

TIG焊熔池外激谐振与熔透的关系

薄板TIG 焊时,利用脉动电流引起熔池振荡,当脉动电流与一定尺寸熔池自然振荡频率相同时,则熔池产生谐振,造成电弧长度及电弧电压有较大的往复变化。对电弧电压变动部分进行滤波,放大并用计算机采样,发现当熔池谐振时,电弧电压变动部分达到最大幅值,谐振后幅值很快衰减。本文以熔池谐振信号做为熔透信息进行熔透控制,给出了脉动电流电源,计算机检测系统。研究了熔透信号的变化规律及影响因素,在定点电弧及对接焊时,熔池尺寸与熔池谐振频率有较好的对应关系;以焊接电弧做为传感器,用熔池谐振频率控制熔透及熔池尺寸,有很好的重复性及较高的精度,这对解决熔透闭环自适应控制有很大的实际意义。     

基于计算机仿真的电弧传感焊缝偏差识别系统

在LABVIEW的平台上进行焊接电流信号的采集,为减小外界因素的影响,对采集数据通过小波滤波、数据归一化、均值滤波处理后得到初始运算数据。将处理后的数据在MATLAB中通过构造核函数与决策函数实现支持向量回归机的运算,得到焊缝偏差值。通过对比分析得出,使用该方法能有效提高电弧传感焊缝偏差识别系统的精度,满足实际焊接作业中的需要。     

水下焊接高速旋转电弧传感器及焊枪偏差识别的研究

搭建了基于高速旋转电弧传感器的水下焊接焊枪偏差识别的实验系统.利用LabVIEW编程进行双通道采集焊接电流信号和转速数字信号,并进行小波滤波、信号合并等处理,最后采用左右区间积分方法进行焊枪偏差识别.实验结果表明,本偏差识别方法有较高的可靠性和精度.     

焊接电弧行为特征和稳定性评价研究与进展

电弧是最常用的焊接热源,对焊接电流和电弧电压的动态变化规律、电弧形态及其动态行为和特征参数等进行研究和分析,可实现对焊接过程稳定性的评价和有效控制,有助于提高焊接制造的智能化水平、焊缝成形和焊接接头质量。归纳总结了国内外学者在分析处理焊接电流和电弧电压信号以对焊接工艺稳定性进行评价、基于视觉传感和图像处理的电弧燃烧和熔滴过渡行为表征和定量分析、焊接电弧数值模拟等方面的研究和发展,以期对焊接电弧及其动态行为特征的研究方法、现状有一个全面和充分的认识,促进研究工作的深入开展和在工程实际的广泛应用。     

新型埋弧焊焊缝跟踪系统的信号处理方法

基于直接电弧式传感器埋弧焊焊缝自动跟踪系统,针对传统的焊接电流检偏法精度不高的缺点,提出了一种全新的电弧信号处理方法和控制策略,即电流-电压双控检测法.并利用MATLAB提供的仿真工具建立了仿真模型,研究了不同情况下的调整因子对检测效果的影响,并得出仿真波形.经试验验证,将仿真结果与试验结果相比较,两者基本达到一致,焊缝跟踪精度得到了显著地提高,从而为研究埋弧焊焊缝自动跟踪系统提供一个强有力的工具.     

基于粒子滤波的焊接电流信号降噪处理

针对旋转电弧传感器获得的焊接电流信号不仅包含有焊缝坡口信息,同时受到了许多非线性非高斯噪声干扰,如在焊接过程中熔滴飞溅、短路过渡、焊接电源不稳定、送丝速度不均匀等干扰,提出了基于粒子滤波的焊接信号降噪方法。首先建立了不含噪的焊接信号的数学模型,将其作为粒子滤波的状态方程;然后提取背景噪声,将其和状态信号一起作为观测信号即观测方程,据此对原始真实信号进行估计,得到降噪后的信号,把降噪问题转化成在状态空间模型下的滤波问题,把粒子滤波降噪思想应用在焊接电流信号的降噪处理,获得了比较理想的效果。