跟踪系统中控制、驱动和执行机构

时间：2020-01-05

跟踪系统中控制、驱动和执行机构

目前关于焊缝跟踪控制方法方面的成果很多，以往的焊缝跟踪往往以经典的控制理论为基础，采用相应的控制器进行控制，普通PID控制在参数整定后只适用于特定条件或条件变化很小的情况。随着计算机技术的广泛应用，常规的PID控制规律已能用数字PID方法实现。自适应PID控制技术能在使用堆焊修复焊丝焊接时对PID参数实时寻优，自适应能力较强［9］。但是焊接过程是一个非常复杂的过程，由于焊接坡口的加工、焊件、焊接小车行走偏差和焊接热变形等各种各样的原因，都会引起焊炬位置的偏差，而这些影响因素都是不确定的、非线性的。因此，焊缝自动跟踪控制系统采用经典控制理论和方法进行控制时，会由于建立的数学模型不精确，往往不能得到令人满意的控制结果。近代由于模糊数学和神经网络的出现，并将其应用到使用堆焊修复焊丝焊接这一复杂的不确定的非线性系统中，但是简单的模糊控制在变量分级不足够多的情况下，其适应范围受到限制，即在偏差较小时，其调节速度仍然不能满足实际焊接需要，其控制规则不能根据偏差情况进行修正［10］。为扩大其应用范围，在跟踪控制研究中不断引入各种复合模糊控制理论如自适应模糊控制理论等［11～13］，使焊缝跟踪踏入一个崭新的时代——智能焊缝跟踪时代。

在焊缝跟踪系统中，跟踪的精度在很大程度上取决于执行机构的性能和响应速度，其功能是把输入的电压信号转换为电机轴上的机械转矩，带动负载位移和旋转。一般来说，埋弧焊的焊缝较长，行走机构行程较大，其调整机构相对其它的焊接方法较复杂。在埋弧焊系统中用于调整焊枪位置的部分包括用于粗调的立柱上的横臂、横臂中的大臂以及用于微调的大臂端部的小臂，若是使用堆焊修复焊丝焊接大的筒体结构，则需用一转台作为支撑以使筒体发生转动。这些机构的行走控制都是通过电机驱动控制的，属于一个小型的电动伺服控制系统，一般采用普通的直流伺服电动机或步进电机等。直流伺服控制方式的优点是可以事前选一个较佳的跟踪速度及死区，可以避免系统的振荡，还可以获得快速的动态响应；由于步进电机响应速度快、控制简单、调速范围宽、无自转现象及低速时不容易失步，常采用步进电机进行控制［14］。转台用交流变频控制，使跟踪系统具有灵活、功能多样的特点。驱动控制多数采用的是常规PID控制，也有采用模拟控制或数字控制的，比较适合于实现微机控制。公司主营：用堆焊修复焊丝。

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