横摆衰减优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种横摆衰减优化设计方法，在已知初始摆宽２Ａ、衰减速度Ｖ、衰减时间Ｔ的情况下，采用以下步骤：步骤一，使得横摆衰减的每一步摆幅相比上一步摆幅按照预定规律衰减，根据横摆最后一步列出Ａ与衰减次数ｎ、衰减当量Δ的关系；步骤二，得到横摆匀速运动时间Ｔ↓［（匀）］与ｎ的关系；步骤三，通过步骤一的规律数列，列出衰减的总路程Ｓ与ｎ、Δ的关系，将Δ用ｎ替代，得到Ｓ与ｎ的关系；步骤四，根据综合关系ＶＴ↓［（匀）］＝Ｓ，得到衰减次数ｎ；再将ｎ代入步骤一中的Ａ与ｎ、Δ的关系，得到Δ。通过上述优化设计方法的应用，能够使得横摆衰减的效果十分理想，大致上能够保证横摆返回中心与收弧同步，能够提高收弧质量且工件表面更加美观。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种横摆衰减优化设计方法，应用于自动化焊接领域及其它相关的需要横摆的场合。
技术介绍
随着工业技术的发展，人们对自动化设备提出了越来越高的要求，其中横摆衰减控制的好坏对于焊接的质量和外观起到十分关键的作用，直接决定收弧的质量和外观效果。横摆衰减优化设计方法包括两大类：中心控制法及摆宽控制法，本申请是针对其中摆宽控制法进行的改进。现有的摆宽控制衰减方法主要是：根据初始摆宽A人为或者凭经验选定衰减的次数n以及衰减当量Δ。但是，这样衰减的效果很不理想。因为在实际操作中，衰减时间是根据系统(还要考虑电源工作状态、焊接情况等，综合考虑)运行情况确定下来的数值。单纯的由摆宽人为决定衰减次数及衰减当量而不考虑衰减时间的话，难以保证横摆返回中心和收弧同步进行，也就不能保证焊接收弧的效果，常常出现附图3中的不足或者附图4中的超调情况。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是用一种优化设计方法来克服现有技术中横摆衰减不理想、横摆返回中心与收弧不同步的不足。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：在已知初始摆宽为A、衰减速度为V、衰减时间T的情况下，通过以下步骤优化：步骤一，横摆衰减开始后，使得横摆衰减的每一步摆幅相比上一步摆幅按照预定规律衰减，该衰减规律与衰减当量Δ有关，且该规律满足使得横摆的最后一步走完后横摆回到中心，根据该横摆的最后一步列出摆宽A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系。该预定规律应当是根据实际情况预设的，例如等差数列或类似于等差数列的递减方式。通过逐步递减，确保最后一步走完之后，该数列收敛在横摆中心。步骤二，用预设衰减时间减去所有的左停留时间、右停留时间、加速时间-->损耗、减速时间损耗，得到横摆匀速运动时间T(匀)与衰减次数n的关系。步骤三，通过步骤一的规律数列，列出衰减的总路程S与衰减次数n、衰减当量Δ的关系，将步骤一中得出的摆宽A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系代入该总路程S公式，得到S与衰减次数n的关系。步骤四，根据综合关系VT(匀)＝S，将步骤二中的T(匀)的计算公式及步骤三中的S的计算公式分别代入上述综合关系，可以得到衰减次数n；再将n代入步骤一中的摆宽A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系，得到衰减当量Δ。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：通过上述优化设计方法的应用，能够使得横摆衰减的效果十分理想，大致上能够保证横摆返回中心与收弧同步，能够提高收弧质量且工件表面更加美观。附图说明图1a为实施例一的横摆衰减过程原理图，从左边沿开始衰减；图1b为实施例一的横摆衰减过程原理图，从右边沿开始衰减；图2a为实施例二的横摆衰减过程原理图，从左边沿开始衰减；图2b为实施例二的横摆衰减过程原理图，从右边沿开始衰减；图3为现有的横摆衰减过程效果图，显示了衰减不足的问题；图4为现有的横摆衰减过程效果图，显示了衰减超调的问题；图5a为现有的横摆衰减过程效果图，横摆返回中心与收弧几乎同步，在可接受的范围内略有不足；图5b为现有的横摆衰减过程效果图，横摆返回中心与收弧几乎同步，在可接受的范围内略有超调。具体实施方式【实施例一】已知：为方便说明，设初始摆宽为2A，衰减速度(横向摆动速度)为V，衰减时间(焊接收弧时间)为T，左停留时间为t1，右停留时间为t2，电机从运动到停留的减速以及从停留到运动的加速时间之和为t3。步骤一，列出半摆宽A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系。参见图中，从衰减开始(参见图1a，自左边沿或参见图1b，自右边沿启动-->衰减)，第1次衰减完毕累计衰减了Δ，摆动的摆幅为2A-Δ；第2次衰减完毕累计衰减了2Δ，摆动的摆幅为2A-2Δ；第3次衰减完毕累计衰减了3Δ，摆动的摆幅为2A-3Δ；第4次衰减完毕累计衰减了4Δ，摆动的摆幅为2A-4Δ；第5次衰减完毕累计衰减了5Δ，摆动的摆幅为2A-5Δ；第6次衰减完毕累计衰减了6Δ，摆动的摆幅为2A-6Δ；……第i次衰减完毕累计衰减了iΔ，摆动的摆幅为2A-iΔ；第(i+1)次衰减完毕累计衰减了(i+1)Δ，摆动的摆幅为2A-(i+1)Δ；……第(n-1)次衰减完毕累计衰减了(n-1)Δ，摆动的摆幅为2A-(n-1)Δ；第n次衰减完毕累计衰减了nΔ，摆动的摆幅为2A-nΔ；若要使得横摆收弧时能够收在横摆中心，不妨假设第n次衰减完毕时摆动的摆幅为Δ，即2A-nΔ＝Δ，那么就有关系：Δ＝2A/(n+1)………………①式①的结论很重要，发现不了这一规律也就没有办法进行下一步的计算。步骤二，列出横摆匀速运动时间T(匀)的计算公式横摆在衰减的过程中要经历左停留t1时间、右停留t2时间，并且从运动到停留以及从停留到运动还要经历短暂的减速以及加速过程t3时间(该时间通常很短，为毫秒级别)。为了方便计算，假设横摆以恒加速度进行加速及减速，则在衰减总路程S上，横摆匀速运动的时间为：T(匀)＝T-[(n-1)/2]t1-[(n-1)/2]t2-(n/2)t3     ＝T-[n(t1+t2+t3)/2]+[(t1+t2)/2]……………………………②说明，上式的来源为，横摆每次衰减要经历加速过程、停留(t1或t2)过程、减速过程，其中加速减速时间和为t3，由于假设横摆以恒加速度进行加减速，故将每次加减速时间损耗总和认为是t3的一半，这样的加减速共有n次；左停留次数和右停留次数分别为(n-1)/2次。-->步骤三，通过步骤一的路程递减数列，列出衰减结束时总的行程S为：S＝2nA-(n+1)nΔ/2………………………………③将式①代入式③，可以得到：S＝nA…………………………………………………………………………④步骤四，综合列式计算：由于存在：VT(匀)＝S……………………………………………………………………⑤将②、④代入⑤，则有：n＝[(2T+t1+t2)V]/[2A+(t1+t2+t3)V]…………………………………⑥其中，V、T、A、t1、t2、t3都是已知量，则n能够通过上述式⑥得出。将n反代入式①，则可以得到衰减当量Δ。【实施例二】已知：为方便说明，设初始摆宽为2A，衰减速度为V，衰减时间为T，左停留时间为t1，右停留时间为t2，电机从运动到停留的减速以及从停留到运动的加速时间之和为t3。步骤一，列出半摆宽A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系。参见图中，从衰减开始(参见图2a，自左边沿或参见图2b，自右边沿启动衰减)，第1次衰减完毕累计衰减了Δ，摆动的摆幅为2A-Δ；第2次衰减完毕累计衰减了3Δ，摆动的摆幅为2A-3Δ；第3次衰减完毕累计衰减了5Δ，摆动的摆幅为2A-5Δ；第4次衰减完毕累计衰减了7Δ，摆动的摆幅为2A-7Δ；第5次衰减完毕累计衰减了9Δ，摆动的摆幅为2A-9Δ；第6次衰减完毕累计衰减了11Δ，摆动的摆幅为2A-11Δ；-->……第i次衰减完毕累计衰减了(2i-1)Δ，摆动的摆幅为2A-(2i-1)Δ；……第n次衰减完毕累计衰减了(2n-1)Δ，摆动的摆幅为2A-(2n-1)Δ；若要使得横摆收弧时能够收在横摆中心，不妨假设第n次衰减完毕时摆动的摆幅为Δ，即2A-(2n-1)Δ＝Δ，那么就有关系：Δ＝A/n………………(7)式(7)的结论很重要，发现不了这一规律也就没有办法进行下一步的计算。步骤二，列出横摆匀速运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横摆衰减优化设计方法，预设初始摆宽为２Ａ、衰减速度为Ｖ、衰减时间Ｔ；其特征在于该方法包括如下步骤：　步骤一，横摆衰减开始后，使得横摆衰减的每一步摆幅相比上一步摆幅按照预定规律衰减，该衰减规律与衰减当量Δ有关，且该规律满足使得横摆的 最后一步走完后横摆回到中心，根据该横摆的最后一步列出摆宽２Ａ与衰减次数ｎ、衰减当量Δ的关系；　步骤二，用预设衰减时间减去所有的左停留时间、右停留时间、加速时间损耗、减速时间损耗，得到横摆匀速运动时间Ｔ↓［（匀）］与衰减次数ｎ的关系；　 　步骤三，通过步骤一的规律数列，列出衰减的总路程Ｓ与衰减次数ｎ、衰减当量Δ的关系，将步骤一中得出的摆宽２Ａ与衰减次数ｎ、衰减当量Δ的关系代入该总路程Ｓ公式，得到Ｓ与衰减次数ｎ的关系；　步骤四，根据综合关系Ｖ　Ｔ↓［（匀）］＝Ｓ，　 　将步骤二中的Ｔ↓［（匀）］的计算公式及步骤三中的Ｓ的计算公式分别代入上述综合关系，得到衰减次数ｎ；再将ｎ代入步骤一中的摆宽２Ａ与衰减次数ｎ、衰减当量Δ的关系，得到衰减当量Δ。

【技术特征摘要】
1、一种横摆衰减优化设计方法，预设初始摆宽为2A、衰减速度为V、衰减时间T；其特征在于该方法包括如下步骤：步骤一，横摆衰减开始后，使得横摆衰减的每一步摆幅相比上一步摆幅按照预定规律衰减，该衰减规律与衰减当量Δ有关，且该规律满足使得横摆的最后一步走完后横摆回到中心，根据该横摆的最后一步列出摆宽2A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系；步骤二，用预设衰减时间减去所有的左停留时间、右停留时间、加速时间损耗、减速时间损耗，得到横摆匀速运动时间T(匀)与衰减次数n的关系；步骤三，通过步骤一的规律数列，列出衰减的总路程S与衰减次数n、衰减当量Δ的关系，将步骤一中得出的摆宽2A与衰减次数n、衰减当量Δ的关系代入该总路程S公...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贺，
申请(专利权)人：昆山华恒工程技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]