電弧傳感器技術(shù)在焊縫跟蹤中的研究與應(yīng)用

　　2、電弧傳感焊縫跟蹤技術(shù)

　　2.1 焊縫跟蹤的實(shí)現(xiàn)

　　以旋轉(zhuǎn)電弧傳感器為例，旋轉(zhuǎn)電弧傳感器將一周的焊炬運(yùn)動(dòng)離散為64個(gè)點(diǎn)，經(jīng)過霍爾傳感器的采集之后送給Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器件以提取各點(diǎn)的電流值。對(duì)這些電流值的分析得到當(dāng)前焊槍下的焊道的信息，當(dāng)焊縫的左右偏差和高低變化的數(shù)值計(jì)算出來后，通過固高公司生產(chǎn)的四軸運(yùn)動(dòng)控制器來控制小車車體和十字滑塊的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)器的核心是ADSP2181數(shù)字信號(hào)處理器，實(shí)現(xiàn)高性能的控制計(jì)算，包括實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃，位置，速度或加速度控制，主機(jī)命令處理和本身I／O管理，實(shí)現(xiàn)焊縫的精確跟蹤。

　　2.2 控制設(shè)計(jì)

　　2.2.1控制方法

　　整個(gè)控制系統(tǒng)采用模糊控制、PI控制、bang-bang控制相結(jié)合的方法：設(shè)置兩個(gè)不同的閾值，在誤差超過大閾值時(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(dāng)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(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(dāng)系統(tǒng)偏差很小時(shí)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(jì)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(dāng)系統(tǒng)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(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(jié)構(gòu)

　　圖4 控制器結(jié)構(gòu)圖

　　文獻(xiàn)[10]設(shè)計(jì)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(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。旋轉(zhuǎn)電弧能夠進(jìn)行彎曲焊縫的跟蹤。