[发明专利]基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测方法

说明书

本发明公开了基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测方法，包括描述断弧或接近断弧的次数的特征量识别方法，描述相邻两圈旋转电弧的相同采样位置的采样焊接电流大小变化的特征量的识别方法，表征电弧稳定性的相邻两圈旋转电弧传感信号特征量的识别方法，基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测规则。该种基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测方法能够提高旋转电弧传感器的工作性能，有助于提高旋转电弧传感机器人自动焊接的质量，可产生一定的经济效益。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别是涉及基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测方法。

背景技术

电弧稳定性会影响旋转电弧传感信号的可靠性，从而影响旋转电弧传感器的工作性能及可靠性。当电弧不稳定时，旋转电弧传感器不能识别出焊枪相对于焊缝的焊接偏差。因此，急需发明出旋转电弧稳定性的检测方法，有助于提高旋转电弧传感器的焊缝跟踪精度，提高焊接质量，也有助于旋转电弧传感焊接机器人产业化的实现。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测方法，从断弧或接近断弧的次数及相邻两圈旋转电弧的相同位置的采样焊接电流大小变化特征出发，实现旋转电弧稳定性的检测，有助于旋转电弧稳定性机器自动控制的实现，可提高机器自动焊接的质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测方法，其特征在于：包括描述断弧或接近断弧的次数的特征量识别方法，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的识别方法，表征电弧稳定性的相邻两圈旋转电弧传感信号特征量的识别方法，基于相邻两圈旋转电弧传感信号变化特征的旋转电弧稳定性检测规则。

进一步地，所述描述断弧或接近断弧的次数的特征量识别方法，具体内容如下，电弧每转动一圈，等时间间隔连续采集256个焊接电流。当断弧时，也就是电弧熄灭，此时焊接电流为0A；当接近断弧时，也就是电弧接近熄灭，此时焊接电流很小。因此，利用如下公式对采集的焊接电流进行操作，可识别出描述断弧或接近断弧的次数的特征量η。

η(0)＝0 (1)

式中，η(0)表示初始时刻断弧或接近断弧的次数，其值为0。η(i)表示利用前i个采样焊接电流求到的断弧或接近断弧的次数，η(i-1)表示利用前i-1个采样焊接电流求到的断弧或接近断弧的次数，其中，1≤i≤256。η为识别出的描述断弧或接近断弧的次数的特征量。sgn(x)为符号函数，当x0时，符号函数值为1；当x＝0时，符号函数值为0；当x0时，符号函数值为-1。min(x)为取最小值函数。I₀(i)为第i个采样焊接电流，δ_I为接近断弧时焊接电流的临界值。

识别出的旋转电弧传感信号的特征量η，可以反映断弧或接近断弧的情况是否出现。如果特征量η的值大于等于1，则电弧转动过程中，出现了断弧或接近断弧，表明电弧不稳定；如果特征量η的值等于0，则电弧转动过程中，没有出现断弧或接近断弧，表明该圈旋转电弧稳定或欠稳定。利用描述断弧或接近断弧的次数的特征量η，可以很好地辨识出当前电弧是不稳定还是稳定或欠稳定，并且，特征量η的值越大，电弧越不稳定。

进一步地，所述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的识别方法，具体内容如下，由于焊接的连续性，当电弧稳定时，相邻两圈旋转电弧的相同位置的采样焊接电流大小变化较小。为了进一步降低熔池的干扰，采用电弧旋转的前半圈的33个滤波后的焊接电流作为处理对象，可提高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识别的准确度。因此，特征量γ的识别方法如下，