[发明专利]基于超声波摆动扫描的角焊缝跟踪系统及方法

权利要求书

1.一种基于超声波摆动扫描的角焊缝跟踪系统，它主要是解决现有的焊缝跟踪系统结构和运算繁杂、成本高昂、跟踪不稳定的技术问题，主要适用于角焊缝的自动化焊接，其特征是：它包括超声波传感器、离散信号采集与处理装置、数据拟合处理装置、校正控制装置、温度监测装置、执行装置、焊炬、焊接电源；超声波传感器包括伺服电机、减速装置、旋转轴、超声波发射器和超声波接收器，超声波传感器与温度监测装置固连安装在焊炬的前方，超声波传感器与温度监测装置随焊炬运动；离散信号采集与处理装置包括采集部分和处理部分；执行装置包括步进电机、焊接小车和十字滑架。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波摆动扫描的角焊缝跟踪系统，其特征是：利用超声波传感器输出的扫描信号，结合温度监测装置的温度特性，数据拟合处理装置采用加权最小二乘法识别角焊缝中心，校正控制装置采用前馈加反馈的智能调节对偏差量进行校正，执行装置根据校正特性驱动焊炬进行角焊缝跟踪。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波摆动扫描的角焊缝跟踪系统，其特征是：数据拟合处理装置根据温度监测装置反馈的焊接温度场信号，将存在温度场异方差性的数据模型变成同方差性数据模型，保证了温度参数估计量的良好统计性，采用加权最小二乘法通过温度补偿的方式进而准确识别角焊缝中心。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声波摆动扫描的角焊缝跟踪系统，其特征是：校正控制装置根据超声波传感器的扫描信号和温度监测装置的温度特性，系统进行在线学习与调整，使反馈偏差量e趋近于零，此时前馈调节占据主导控制作用，反馈调节不参与控制，当系统出现扰动偏差时反馈调节重新启动，实现前馈加反馈的智能控制。