基于经验小波变换的磁控埋弧焊缝跟踪系统的研究

摘要

随着国家经济的发展，科技技术的日益进步，高质量高效率的自动化焊接技术已然成为研究的热点和重点。要实现焊接的自动化和智能化，关键技术就在于焊缝偏差信号的精确采样与提取，而这也是焊缝跟踪系统当下急需解决的问题。本文主要研究磁控埋弧焊焊缝跟踪系统，优化了焊缝跟踪传感器结构，并对其结构参数进行了优化，设计了适合埋弧焊跟踪信号的滤波方法，同时提出了基于经验小波变换的信号分析方法，最终采样到稳定的跟踪波形，提取出精确的焊缝跟踪信号，提高了整个系统的跟踪精度。本文主要研究内容如下：
　　1、分析了用于埋弧焊自动跟踪的各类传感器，同时也总结分析了目前用于埋弧焊焊接信号分析的主要信息处理方法的优缺点。
　　2、对磁控埋弧焊焊缝跟踪传感器结构进行了优化设计，提升了初始电压信号采集的稳定性。针对初始电压信号的特征，设计了一种用于磁控埋弧焊焊缝跟踪信号滤波的方法，即联合硬件滤波与小波变换相结合的方法，提取出了焊缝跟踪信号的主要波形；
　　3、通过实验分析了新优化传感器的结构参数对跟踪信号的影响规律，并应用响应面法中的BBD模型设计方法进行了多参数综合优化，获得了良好的跟踪波形的传感器最佳参数值。
　　4、提出了基于经验小波变换的焊缝跟踪信号分析方法，通过仿真实验证明了EWT比EMD在非线性信号方面有更优越的分析功能；最终将EWT方法用于实测磁控埋弧焊焊缝跟踪电压信号的分析，证实了此方法可以精确的提取出焊缝跟踪信号波形，而且所得到的波形与理论正弦跟踪信号极其接近，同时也得到了其它低频干扰信号的特征信息。
　　5、介绍了磁控埋弧焊焊缝跟踪系统的组成，重点分析了偏差识别方法；进行了原始滤波信号与经验小波变换提取跟踪信号的跟踪效果对比实验，得到了跟踪效果以及焊缝成型质量都更好的焊缝，最终验证了该方法的有效性以及精确性。

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第1章 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.2 埋弧焊焊缝自动跟踪系统分类

1.3 焊缝跟踪信号主要处理分析方法

1.4 本文的主要研究内容

第2章 传感器结构优化及信号滤波方法设计

2.1 引言

2.2 磁控电弧传感器结构的优化

2.3 磁控埋弧焊焊缝跟踪信号滤波方法

2.4 本章小结

第3章 基于BBD组合法的传感器结构参数优化

3.1 引言

3.2 传感器单一参数对跟踪信号波形的影响

3.3 BBD组合法的传感器结构参数综合优化

3.4本章小结

第四章 基于经验小波变换的焊缝跟踪信号分析

4.1 引言

4.2 经验小波变换与EMD分解的对比分析

4.3 实测焊接信号的经验小波变换分析

4.4 本章小结

第五章 磁控埋弧焊焊缝跟踪系统结构及实验分析

5.1 引言

5.2磁控埋弧焊跟踪系统组成

5.3 焊缝跟踪实验结果及分析

5.4本章小结

结论

参考文献

致谢

附录（个人简历、攻读硕士学位期间的研究成果）