基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法，涉及电子信息技术领域，利用电弧长度自身调节能力检测的工作原理，可实现基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力的检测；建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，可揭示电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的的定量关系；利用电弧长度自身调节能力的检测方法，可以检测出电弧长度自身调节能力是强、一般、差，并且还可以分别检测出电弧长度自身调节能力属于调节能力强、调节能力一般、调节能力差的隶属度值；本发明专利技术可实现电弧长度自身调节能力的在线实时检测，有助于实现电弧稳定性及焊接质量的监测及控制，可提高机器人自动焊接的质量。焊接的质量。焊接的质量。

【技术实现步骤摘要】
基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法


[0001]本专利技术涉及电子信息
，特别是涉及一种基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法。

技术介绍

[0002]电弧长度自身调节能力是一个重要的焊接参数，其可以反映电弧稳定性的好或差，并进一步影响焊接质量。当电弧长度自身调节能力差时，电弧稳定性不好，焊接质量也不好；当电弧长度自身调节能力好时，电弧稳定性也好，焊接质量好。因此，需要研究出一种电弧长度自身调节能力的检测方法，有助于基于检测出的电弧长度自身调节能力监测及控制电弧稳定性及焊接质量，使焊接质量满足企业要求。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法。利用电弧长度自身调节能力检测的工作原理，可实现基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力的检测。建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，可揭示电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的定量关系。利用电弧长度自身调节能力的检测方法，可以检测出电弧长度自身调节能力是强、一般、差，并且还可以分别检测出电弧长度自身调节能力属于调节能力强、调节能力一般、调节能力差的隶属度值。该专利技术可实现电弧长度自身调节能力的在线实时检测，有助于提高机器自动焊接质量。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法，包括电弧长度自身调节能力检测的工作原理、建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型、电弧长度自身调节能力的检测方法。
[0006]进一步地，所述的基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法，其特征在于：所述电弧长度自身调节能力检测的工作原理，可实现基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力的检测，其具体内容如下：
[0007]电弧长度自身调节能力T分为以下三个模糊子集：当电弧长度自身调节能力强时，此时对应模糊子集STRONG；当电弧长度自身调节能力一般时，此时对应模糊子集COMMON；当电弧长度自身调节能力差时，此时对应模糊子集POOR。因此，电弧长度自身调节能力T满足下式，
[0008]T＝{调节能力强，调节能力一般，调节能力差}
[0009]＝{STRONG，COMMON，POOR}
[0010]当旋转电弧传感焊枪内部的电机带动焊丝绕轴线转动时，电弧发生旋转，经过焊接坡口的调制，使电弧的长度按规律发生变化，但由于电弧长度自身调节系统的存在，使电弧具有长度自身调节能力，阻碍电弧长度发生改变，使电弧恢复了部分长度。由于旋转电弧
快速转动，电弧长度恢复值很难直接测量到准确值，用电弧长度改变系数K来表示电弧长度的恢复值。利用电弧长度自身调节能力对旋转电弧长度的影响原理，旋转电弧作为转换元件搭建起电弧长度自身调节能力与电弧长度改变系数的联系。
[0011]电弧旋转过程中，如果电弧长度自身调节能力越强，则电弧长度恢复值越大，电弧长度改变量越小，电弧长度改变系数K的大小K也越小，利用该关系可建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型。以电弧长度改变系数K的大小K为输入，利用该模型，可以实现基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力的检测。
[0012]进一步地，所述的基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法，其特征在于：所述建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，可揭示电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的定量关系，其具体内容如下：
[0013]电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型满足下式，
[0014][0015]式中，μ
T
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力的隶属函数，μ
STRONG
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力强的隶属函数，μ
COMMON
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力一般的自定义隶属函数，μ
POOR
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力差的隶属函数。a、b、c、d及σ为决定电弧长度自身调节能力的隶属函数形状的参数。
[0016]进一步地，所述的电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，其特征在于：参数a的值由旋转电弧临界稳定时电弧长度改变系数的大小K的值确定，采用逐步逼近自适应的方法寻找到a的值，其满足下式，
[0017]a＝min[a1,0.9
·
min[K(i),K(i
‑
1),K(i
‑
2)]][0018]式中，a为采用逐步逼近自适应的方法寻找到的旋转电弧临界稳定时K的值，min[]为求最小值的函数，K(i)为当前识别出的电弧长度改变系数的大小，K(i
‑
1)为前一次识别出的电弧长度改变系数的大小，K(i
‑
2)为前2次识别出的电弧长度改变系数的大小，a1表示电弧稳定时电弧长度改变系数的大小K的某个值，下面将介绍其计算方法。
[0019]当电弧稳定时，断弧或接近断弧的次数为0，同一圈旋转电弧内采样焊接电流方向变化次数理论上最多为1，同一圈旋转电弧内相邻采样焊接电流大小变化值为0.3附近，相邻两圈旋转电弧的相同位置的采样焊接电流大小变化值为0.3附近，因此，可以确定电弧稳定时电弧长度改变系数的大小K的某个值a1满足下式，
[0020][0021]式中，a1表示电弧稳定时电弧长度改变系数的大小K的某个值，η
i
为断弧或接近断弧的次数的特征量，β
i
为描述同一圈旋转电弧内采样焊接电流方向变化次数的特征量。n表示用于判断同一圈旋转电弧内采样焊接电流方向变化次数的滤波电流个数，实验时其值为20。α
i
为描述同一圈旋转电弧内相邻采样焊接电流大小变化的特征量，α
max
为电弧不稳定时α
i
的值。γ
i
为描述相邻两圈旋转电弧的相同位置的采样焊接电流大小变化的特征量，γ
max
为电弧不稳定时γ
i
的值。w1、w2、w3及w4分别为各项的权重，根据各项的重要性及实验效果，它们的值如下，w1＝1，w2＝1、w3＝0.8及w4＝0.2。
[0022]进一步地，所述的电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，其特征在于：参数b的值由电弧欠稳定时电弧长度改变系数的大小K确定。当电弧欠稳定时，断弧或接近断弧的次数为0，同一圈旋转电弧内采样焊接电流方向变化次数理论上一般为2，同一圈旋转电弧内相邻采样焊接电流大小变化值为0.7附近，相邻两圈旋转电弧的相同位置的采样焊接电流大小变化值为0.7附近。因此，可以确定电弧欠稳定时K的值及欠稳定点b满足下式，
[0023][0024]式中，b表示电弧欠稳定时电弧长度改变系数的大小K本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法，其特征在于：电弧长度自身调节能力T分为以下三个模糊子集：当电弧长度自身调节能力强时，此时对应模糊子集STRONG；当电弧长度自身调节能力一般时，此时对应模糊子集COMMON；当电弧长度自身调节能力差时，此时对应模糊子集POOR，因此，电弧长度自身调节能力T满足下式，T＝{调节能力强，调节能力一般，调节能力差}＝{STRONG，COMMON，POOR}当旋转电弧传感焊枪内部的电机带动焊丝绕轴线转动时，电弧发生旋转，经过焊接坡口的调制，使电弧的长度按规律发生变化，但由于电弧长度自身调节系统的存在，使电弧具有长度自身调节能力，阻碍电弧长度发生改变，使电弧恢复了部分长度；由于旋转电弧快速转动，电弧长度恢复值很难直接测量到准确值，用电弧长度改变系数K来表示电弧长度的恢复值；利用电弧长度自身调节能力对旋转电弧长度的影响原理，旋转电弧作为转换元件搭建起电弧长度自身调节能力与电弧长度改变系数的联系；电弧旋转过程中，如果电弧长度自身调节能力越强，则电弧长度恢复值越大，电弧长度改变量越小，电弧长度改变系数K的大小K也越小，利用该关系可建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型；以电弧长度改变系数K的大小K为输入，利用该模型，可以实现基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力的检测；还可以分别检测出电弧长度自身调节能力属于调节能力强、调节能力一般、调节能力差的隶属度值，其具体内容如下：基于电弧长度改变系数，检测出的电弧长度自身调节能力隶属于电弧长度自身调节能力强的隶属度值满足下式，式中，W
STRONG
(K)表示检测出的电弧长度自身调节能力隶属于电弧长度自身调节能力强的隶属度值，K表示电弧长度改变系数的大小；a、b为决定电弧长度自身调节能力的隶属函数形状的参数，其中，a＝0.35、b＝0.8；基于电弧长度改变系数，检测出的电弧长度自身调节能力隶属于电弧长度自身调节能力一般的隶属度值满足下式，式中，W
COMMON
(K)表示检测出的电弧长度自身调节能力隶属于电弧长度自身调节能力一般的隶属度值，K表示电弧长度改变系数的大小；a、b及σ为决定电弧长度自身调节能力的隶属函数形状的参数，其中，a＝0.35、b＝0.8、σ＝0.4；
基于电弧长度改变系数，检测出的电弧长度自身调节能力隶属于电弧长度自身调节能力差的隶属度值满足下式，式中，W
POOR
(K)表示检测出的电弧长度自身调节能力隶属于电弧长度自身调节能力差的隶属度值，K表示电弧长度改变系数的大小；c、d为决定电弧长度自身调节能力的隶属函数形状的参数，其中，c＝1、d＝2。2.如权利要求1所述的基于电弧长度改变系数的电弧长度自身调节能力检测方法，其特征在于：所述建立电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，可揭示电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的定量关系，其具体内容如下：电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型满足下式，式中，μ
T
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力的隶属函数，μ
STRONG
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力强的隶属函数，μ
COMMON
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力一般的自定义隶属函数，μ
POOR
(K)表示电弧长度改变系数的大小K隶属于电弧长度自身调节能力差的隶属函数；a、b、c、d及σ为决定电弧长度自身调节能力的隶属函数形状的参数。3.如权利要求1所述的电弧长度改变系数与电弧长度自身调节能力的关系模型，其特征在于：参数a的值由旋转电弧临界稳定时电弧长度改变系数的大小K的值确定，采用逐步逼近自适应的方法寻找到a的值，其满足下式，a＝min[a1,0.9
·
min[K(i),K(i
‑
1),K(i
‑
2)]]式中，a为采用逐步逼近自适应的方法寻找到的旋转电弧临界稳定时K的值，min[]为求最小值的函数，K(i)为当前识别出的电弧长度改变系数的大小，K(i
‑
1)为前一次识别出的电弧长度改变系数的大小，K(i
‑
2)为前2次识别出的电弧长度改变系数的大小，a1表示电弧稳定时电弧长度改变系数的大小K的某个值，下面将介绍其计算方法；当电弧稳定时，断弧或接近断弧的次数为0，同一圈旋转电弧内采样焊接电流方向变化次数理论上最多为1，同一圈旋转电弧内相邻采样焊接电流大小变化值为0.3附近，相邻两圈旋转电弧的相同位置的采...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐健，曾芸，朱政强，武和雷，王世龙，张华，陈小奇，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：