[发明专利]旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别方法。

背景技术

电弧传感器的基本原理是利用焊枪与工件之间距离的变化引起的焊接电流变化来探测焊枪高度和左右偏差。具有抗弧光、耐高温、实时性强、可达性好等特点。电弧传感器包括并列双丝电弧传感器、摆动扫描电弧传感器和旋转电弧传感器。其中旋转电弧传感器具有突出的优越性：高速旋转增加了焊枪位置偏差的检测灵敏度，极大地改善了跟踪的精度；高速旋转提高了快速响应特性，适用于高速焊接和薄板搭接的焊缝跟踪。

焊枪空间姿态识别是实现焊缝跟踪和提高焊接质量的必要条件。焊枪空间姿态信息主要包括焊枪的左右偏差和倾角，焊枪左右偏差信息的提取是实现焊缝跟踪的必要条件，而焊枪倾角信息的提取则是进行焊枪姿态控制的必要条件。但目前主要是用旋转电弧传感器来提取焊枪的左右偏差，对于焊枪倾角信息的提取研究较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转电弧传感器对焊枪空间姿态识别的方法。它为焊枪的姿态控制提供基础。

本发明是这样来实现的，它利用空间平面拟合法来进行焊枪倾角和左右偏差提取。具体实现方法步聚如下：首先以旋转电弧的旋转中心建立坐标系，将电弧长度的变化转化为坐标值的变化，然后采用最小二乘的方法对弧长进行平面拟合，最后根据此平面与坐标轴所在平面的交线的斜率来辨别焊枪的偏差和倾角。

本发明的优点是：(1)采用平面拟合的方法简单快速、实时性强，满足焊枪姿态控制的要求；(2)实现了焊枪偏差和倾角的相互解耦；(3)充分利用了旋转电弧传感器检测得到的三维信息，信息量大，检测结果可靠性和准确性高。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

图2为本发明的平面拟合示意图。

具体实施方式

如图1所示，首先采用霍尔传感器采集焊接电流信号，然后利用数字信号处理知识对电流信号进行滤波处理。采用试验的方法获得旋转电弧传感器的动静态特性，然后将电流信号转化为弧长变化，建立如图2所示的坐标系，采用最小二乘方法对弧长进行平面拟合得到特征平面，最后求特征平面与XOZ面交线的斜率，此斜率可作为焊枪倾角的检测值，并求特征平面与YOZ面交线的斜率，此斜率可作为焊枪偏差的检测值。