專利名稱：一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高速雙絲弧焊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙絲弧焊迅速且正確地設(shè)定前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲 送絲速度的方法。
背景技術(shù)：
送絲速度對(duì)焊接效果有著最直接的影響，送絲速度與工藝參數(shù)的不匹配會(huì)導(dǎo)致焊接過(guò)程的不穩(wěn)定。許多研究認(rèn)為送絲速度和焊接電流成正比關(guān)系，某些一元化氣保焊機(jī)也通過(guò)直接調(diào)節(jié)送絲速度或者焊接電流直接完成兩者的匹配關(guān)系。但是在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)送絲速度和焊接電流沒(méi)有固定的正比對(duì)應(yīng)關(guān)系，它們只是一種正相關(guān)的關(guān)系，即送絲速度越快焊接電流越大。送絲速度除了和焊接電流有關(guān)外，還和焊接電壓、焊絲直徑、峰值電流持續(xù)時(shí)間、行走速度、焊絲距母材的高度等多種因素有關(guān)，在自動(dòng)焊接過(guò)程中，還需要考慮行走速度的影響。這就給送絲速度設(shè)定帶來(lái)了極大的困難。國(guó)內(nèi)專利號(hào)為CN200510078986. 5的發(fā)明專利“交流脈沖電弧焊接方法”中，提出將焊接電流設(shè)定值以及電極負(fù)電流比率設(shè)定值作為輸入，通過(guò)預(yù)定的變換電路設(shè)定送絲速度設(shè)定值。預(yù)定的變換電路中的變換函數(shù)是由預(yù)先定義多個(gè)電極負(fù)電流比率設(shè)定值下的焊接電流設(shè)定值與送絲速度設(shè)定值的關(guān)系函數(shù)組構(gòu)成。該方法主要是針對(duì)單絲交流脈沖焊的，且通過(guò)確定的函數(shù)關(guān)系電路實(shí)現(xiàn)送絲速度設(shè)定。本發(fā)明研究的為直流雙絲脈沖弧焊，并沒(méi)有電極負(fù)電流比率這一設(shè)定值，且雙絲焊過(guò)程中送絲速度受多種因素影響，難以用簡(jiǎn)單的變換電路實(shí)現(xiàn)。因此該方法并不適用。國(guó)內(nèi)專利號(hào)為CN201010169755. 6的發(fā)明專利“送絲調(diào)速系統(tǒng)”中，采用單片機(jī)的脈寬調(diào)制口輸出脈寬調(diào)制信號(hào)對(duì)送絲電機(jī)進(jìn)行送絲速度的控制，根據(jù)送絲電機(jī)的反饋電壓調(diào)整輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)送絲電機(jī)的閉環(huán)控制。但是該專利主要涉及送絲速度過(guò)程的控制，沒(méi)有考慮送絲速度初值設(shè)定的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)公開(kāi)號(hào)為CN 201010618741. 8的發(fā)明專利“一種基于數(shù)學(xué)模型設(shè)定雙脈沖焊接參數(shù)的焊接方法”中，主要研究鋁鎂合金雙脈沖參數(shù)的設(shè)置，其中談到了送絲速度的設(shè)置，但是該方法的設(shè)置是基于系統(tǒng)中內(nèi)置的工藝專家數(shù)據(jù)庫(kù)的，需要一再調(diào)節(jié)、對(duì)比給定和預(yù)置送絲速度使其和專家系統(tǒng)中的值相匹配才能進(jìn)行焊接；其次，該方法中的送絲速度值完全根據(jù)平均電流給定，這種設(shè)定難以達(dá)到最優(yōu)效果；最后，該方法中送絲速度的設(shè)定也是通過(guò)調(diào)節(jié)送絲機(jī)上的電流旋鈕實(shí)現(xiàn)。上述方法和專利都是基于單絲焊送絲速度設(shè)定和控制的，且多通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，考慮的也主要是平均電流和送絲速度的匹配關(guān)系。雙絲弧焊電源與單絲送絲控制存在較大不同首先雙絲焊時(shí)兩根焊絲是前后并列排列，在兩根焊絲平行方向上使熔池體積增加，高溫停留時(shí)間變長(zhǎng)，冷卻速度變慢，使得雙絲焊總的熱輸入高于單絲焊，因此不能簡(jiǎn)單根據(jù)每路焊絲自身的情況決定送絲速度；其次，在共熔池的雙絲焊中，兩絲之間存在相互之間熱和力的作用，前導(dǎo)焊絲對(duì)母材存在預(yù)熱作用，會(huì)影響跟隨焊絲的送絲速度的大小，因此，兩絲的送絲速度設(shè)定方法應(yīng)該是不同的；最后，由于控制技術(shù)的發(fā)展脈沖階段的各個(gè)參數(shù)都能單獨(dú)控制，一般認(rèn)為，在脈沖峰值階段，焊絲燃燒，基值階段主要起維弧作用，因此峰基值階段時(shí)間的長(zhǎng)短也直接影響到送絲速度的快慢。所以，脈沖峰基值電流和時(shí)間也是需要考慮的主要因素。由于雙絲之間的相互作用以及焊接過(guò)程中前導(dǎo)焊絲預(yù)熱作用的影響，雙絲焊控制不能簡(jiǎn)單地照搬單絲弧焊電源的控制思路和方法。國(guó)內(nèi)雙絲焊技術(shù)發(fā)展較晚，雙絲焊技術(shù)方面的專利不多，專利號(hào)為CN 200510077233. 2等少數(shù)雙絲焊技術(shù)發(fā)明專利也均沒(méi)有涉及到雙絲送絲速度的控制。就國(guó)內(nèi)公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，也未見(jiàn)關(guān)于雙絲焊送絲速度設(shè)定方法的研究?？紤]到雙絲弧焊電源控制的復(fù)雜性和雙絲焊接工藝參數(shù)匹配的困難，因此研究雙絲焊過(guò)程送絲速度這一重要參數(shù)的自動(dòng)設(shè)定方法，可有效提高了電源控制智能化程度，提高高速雙絲焊的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)雙絲焊過(guò)程中送絲速度設(shè)定困難，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，參數(shù)匹配不合理等不足，提供一種適用于雙絲脈沖MIG焊接工藝，穩(wěn)定性好的送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法。實(shí)現(xiàn)了不同工藝規(guī)范下雙絲送絲速度的自動(dòng)設(shè)定，減少因工藝參數(shù)不匹配而帶來(lái)的焊接過(guò)程不穩(wěn)定。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法是指送絲機(jī)控制電路不變，控制系統(tǒng)讀取設(shè)定電流參數(shù)以及絲徑數(shù)據(jù)，通過(guò)支持向量機(jī)推理預(yù)測(cè)，得到對(duì)應(yīng)的送絲速度，與送絲速度閾值進(jìn)行比較，計(jì)算電壓變換系數(shù)，更新寄存器，進(jìn)入焊接過(guò)程。具體包括如下步驟(I)控制系統(tǒng)讀取人機(jī)界面?zhèn)魉瓦^(guò)來(lái)的電流參數(shù)。發(fā)明中的送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法是基于電流信號(hào)的。因此在這個(gè)步驟中僅讀取電流信號(hào)參數(shù)。(2)提取電流特征值。通過(guò)相關(guān)分析確定了占空比、頻率、平均電流I、平均電流2這4個(gè)影響因子對(duì)送絲速度影響較大。在這一步驟中提取每路電流信號(hào)的占空比、頻率、自身的平均電流和另一路的平均電流這四個(gè)值，分別構(gòu)成指定結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲特征值數(shù)組，為支持向量機(jī)推理預(yù)測(cè)作準(zhǔn)備。(3)讀取絲徑數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的絲徑選擇相應(yīng)的支持向量機(jī)推理預(yù)測(cè)模型。對(duì)于雙絲電源，兩絲可采用不同的絲徑，也可以采用相同的絲徑，因此存在著多種配合情況，如果用一個(gè)統(tǒng)一的模型來(lái)描述，因子太多，難免會(huì)降低預(yù)測(cè)精度，從而影響控制效果。本發(fā)明參考現(xiàn)有一元化調(diào)節(jié)的氣保焊策略，設(shè)計(jì)一個(gè)絲徑開(kāi)關(guān)，只有根據(jù)實(shí)際兩路焊絲直徑正確選擇這個(gè)開(kāi)關(guān)的位置，系統(tǒng)獲取正確絲徑狀態(tài)信息作為入口參數(shù)，調(diào)用對(duì)應(yīng)絲徑的支持向量機(jī)模型，才能得到正確的送絲速度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。(4)進(jìn)入預(yù)測(cè)送絲速度程序，為預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。對(duì)于每個(gè)樣本，由于它的每一個(gè)維度的量綱不同，比如電流的值一般為百位數(shù)而占空比一般為小數(shù)，若統(tǒng)一歸一化，那么由于量綱數(shù)量級(jí)差別懸殊，占空比的屬性可能會(huì)變?yōu)?，則失去了這一列的意義。因此，在處理中，按照不同屬性分別進(jìn)行歸一化處理，力求完整保留原始信息。(5)執(zhí)行支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型，得到推理預(yù)測(cè)結(jié)果。這一步驟中所用的支持向量機(jī)模型采用徑向基(RBF)核函數(shù)進(jìn)行建模，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)R，采用ε不敏感損失函數(shù)來(lái)描述。將步驟(2)中準(zhǔn)備好的兩個(gè)數(shù)組分別輸入前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲支持向量機(jī)模型，得到預(yù)測(cè)結(jié)果。(6)將預(yù)測(cè)結(jié)果反歸一化，得到送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果。步驟(5)中的推理結(jié)果處于0-1之間，需要進(jìn)行反歸一化處理，將其映射到正確的送絲速度范圍區(qū)間。(7)將送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果和送絲機(jī)許可送絲速度范圍閾值比較，如果在許可范圍內(nèi)，則執(zhí)行(8)，否則執(zhí)行(9)。(8)根據(jù)步驟￠)的送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果，計(jì)算對(duì)應(yīng)的電壓變換系數(shù)。接下來(lái)執(zhí)行
(10)。(9)根據(jù)兩絲各自的平均電流大小直接計(jì)算各自的送絲速度，并重算對(duì)應(yīng)的電壓變換系數(shù)。接下來(lái)執(zhí)行(10)。(10)更新寄存器中的電壓變換系數(shù)，調(diào)節(jié)輸出電壓范圍，設(shè)定前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲各自的送絲速度。所述步驟(4)中的歸一化處理公式如下
X — Xmin7 = ^O)
^max ^min式中X為樣本數(shù)據(jù)，y為歸一化后的值，Xfflax和Xmin分別樣本區(qū)間范圍的上限和下限。所述步驟(6)中的反歸一化處理公式如下y = (Xmax-Xmin) *yi+xmin (2)式中y為反歸一化的結(jié)果，yi為歸一化后的值。所述步驟(9)中的送絲速度計(jì)算公式如下Vfi = k*Iavi(3)式中Vfi為焊絲的送絲速度，k為焊絲平均電流大小和送絲速度的比例系數(shù)，Iavi為對(duì)應(yīng)焊絲的平均電流。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)本發(fā)明自動(dòng)化程度高。目前所用的送絲速度調(diào)節(jié)方式，主要是通過(guò)手工調(diào)節(jié)送絲機(jī)上的旋鈕實(shí)現(xiàn)，需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整和試湊。本發(fā)明通過(guò)控制系統(tǒng)，得到送絲控制電路中的電壓變換系數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓變換系數(shù)，改變控制電壓實(shí)現(xiàn)送絲速度的大小的控制，最終實(shí)現(xiàn)送絲速度設(shè)定。(2)本發(fā)明準(zhǔn)確性高。與傳統(tǒng)的雙絲焊接送絲速度設(shè)定不同，本發(fā)明不僅考慮了每根焊絲自身的平均電流，還考慮了焊絲對(duì)應(yīng)的波形特征以及另外一根絲的焊接平均電流，所設(shè)定的送絲速度更能符合實(shí)際情況。(3)本發(fā)明穩(wěn)定性好。雙絲焊送絲速度受多種工藝因素的影響，不合理的工藝參數(shù)匹配會(huì)帶來(lái)焊接的不穩(wěn)定。而常規(guī)的工藝試驗(yàn)難以涵蓋所有工藝參數(shù)的匹配，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，可以推理出相應(yīng)的焊接送絲速度，減少了送絲速度確定的盲目性，大大提高。并且在推理有誤的情況下，通過(guò)閾值機(jī)制，使送絲速度保持在合理范圍內(nèi)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(4)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。要實(shí)現(xiàn)送絲速度的自動(dòng)設(shè)定之前多是采用比較復(fù)雜的硬件電路實(shí)現(xiàn)，而雙絲送絲速度設(shè)定涉及因素眾多，更是難以實(shí)現(xiàn)。采用支持向量機(jī)模型預(yù)測(cè)，不僅具有較高的預(yù)測(cè)精度，又簡(jiǎn)化了送絲速度控制電路的復(fù)雜度，在預(yù)測(cè)精度和系統(tǒng)復(fù)雜度上具有較好的平衡。


圖I是本發(fā)明一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法的流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例 中送絲控制系統(tǒng)框圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中60個(gè)樣本的前導(dǎo)焊絲送絲速度與平均電流散點(diǎn)關(guān)系圖，前導(dǎo)焊絲平均電流和兩絲送絲速度的散點(diǎn)圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中60個(gè)樣本的跟隨焊絲送絲速度與平均電流散點(diǎn)關(guān)系圖，跟隨焊絲平均電流和兩絲送絲速度的散點(diǎn)圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例中60個(gè)樣本前導(dǎo)焊絲的支持向量機(jī)送絲速度模型預(yù)測(cè)效果圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例中60個(gè)樣本跟隨焊絲的支持向量機(jī)送絲速度模型預(yù)測(cè)效果圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例中給定試驗(yàn)條件下的電流波形圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的實(shí)施方法和要求保護(hù)的范圍并不局限于此。如圖I所示，為本發(fā)明一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法的流程圖，具體包括如下步驟(I)控制系統(tǒng)讀取人機(jī)界面?zhèn)魉瓦^(guò)來(lái)的電流參數(shù)。(2)提取電流占空比、頻率、自身的平均電流和另一路的平均電流這四個(gè)值，構(gòu)成指定結(jié)構(gòu)的特征值數(shù)組，為支持向量機(jī)推理預(yù)測(cè)作準(zhǔn)備。(3)讀取絲徑數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的絲徑選擇相應(yīng)的支持向量機(jī)推理預(yù)測(cè)模型。(4)對(duì)數(shù)組數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。(5)執(zhí)行支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型，得到推理預(yù)測(cè)結(jié)果。(6)將預(yù)測(cè)結(jié)果反歸一化，得到送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果。(7)將送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果和送絲機(jī)許可送絲速度范圍閾值比較，如果在許可范圍內(nèi)，則執(zhí)行(8)，否則執(zhí)行(9)。(8)根據(jù)步驟￠)的送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果，計(jì)算對(duì)應(yīng)的電壓變換系數(shù)。接下來(lái)執(zhí)行
(10)。(9)根據(jù)兩絲各自的平均電流大小直接計(jì)算各自的送絲速度，并重算對(duì)應(yīng)的電壓變換系數(shù)。接下來(lái)執(zhí)行(10)。(10)更新寄存器中的電壓變換系數(shù)，調(diào)節(jié)輸出電壓范圍，設(shè)定前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲各自的送絲速度?，F(xiàn)根據(jù)圖I所述方法，進(jìn)行具體實(shí)施。圖2為DSP雙絲電源送絲控制系統(tǒng)框圖。圖I所示方法利用可利用圖2所示雙絲電源送絲控制系統(tǒng)完成，主要通過(guò)送絲控制系統(tǒng)DSP中得到。在統(tǒng)一的測(cè)試平臺(tái)下采集樣本。測(cè)試平臺(tái)由DSP雙絲弧焊電源、行走機(jī)構(gòu)控制器及焊接試驗(yàn)臺(tái)、焊接電弧動(dòng)態(tài)小波分析儀、雙絲脈沖MIG焊軟開(kāi)關(guān)逆變電源、送絲機(jī)、雙絲焊槍、水箱等設(shè)備構(gòu)成。在測(cè)試中，利用焊接電弧動(dòng)態(tài)小波分析儀對(duì)波形進(jìn)行采集和分析，由自行研制的一體化雙絲脈沖MIG焊軟開(kāi)關(guān)逆變電源的控制軟件實(shí)現(xiàn)控制波形。試件為Q235鋼，厚6. 0mm，焊絲采用H08Mn2SiA，直徑為Φ1. 0mm，保護(hù)氣體為純氬。氣體流量15L/min，焊絲干伸長(zhǎng)12. 0mm，兩根焊絲末端之間距離為8. 0mm，平板堆焊方式。采用隨機(jī)試驗(yàn)和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，在穩(wěn)定焊接范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)了 100個(gè)不同的測(cè)試條件，反復(fù)調(diào)節(jié)行走速度和兩路送絲速度，進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，獲得重復(fù)情況下工藝性能均較好的60個(gè)數(shù)據(jù)作為樣本。對(duì)60個(gè)樣本進(jìn)行相關(guān)分析，提取關(guān)鍵因素，圖3、圖4表示了前導(dǎo)焊絲、跟隨焊絲平·均電流和送絲速度的關(guān)系，從圖可知，送絲速度不僅和自身的平均電流有關(guān)，也和另一路的平均電流有較為明顯的關(guān)系，進(jìn)一步說(shuō)明本方法的特征值設(shè)定是符合實(shí)際情況的。60個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的支持向量機(jī)模型和送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果分別如圖5、圖6所示。為了綜合評(píng)價(jià)和支持向量機(jī)送絲速度預(yù)測(cè)模型的性能和結(jié)果，引入以下2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。(I)均方誤差(Mean squared error, MSE)MSE =-^iyi-yf(4)
ηMSE越接近于0，說(shuō)明模型選擇和擬合更好，數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)也越成功。在文中MSE-T表示訓(xùn)練模型均方誤差，MSE-P表示預(yù)測(cè)模型均方誤差。(2)平方相關(guān)系數(shù)(Squared correlation coefficient，SCC)
Σ(^-^,)2-Σ(^-λ)2SCC =上1~^--(5)
/=1平方相關(guān)系數(shù)又稱為確定系數(shù)，是通過(guò)數(shù)據(jù)的變化來(lái)表征擬合好壞的一個(gè)指標(biāo)。該系數(shù)越接近1，表明方程的變量對(duì)y的解釋能力越強(qiáng)，這個(gè)模型對(duì)數(shù)據(jù)擬合得較好。SCC-T表示訓(xùn)練模型平方相關(guān)系數(shù)，SCC-P表示預(yù)測(cè)模型平方相關(guān)系數(shù)，式(4)、(5)中，y表示平均值，Yi表示實(shí)際值，免表示預(yù)測(cè)值，η為樣本個(gè)數(shù)。圖5所示支持向量機(jī)模型的具體參數(shù)和性能指標(biāo)如下MSE-T = O. 0074, MSE-P = O. 0200SCC-T = O. 8645，SCC-P = O. 8833圖6所示支持向量機(jī)模型的具體參數(shù)和性能指標(biāo)如下MSE-T = O. 0050，MSE-P = O. 0242SCC-T = O. 8799, SCC-P = O. 8366。前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲支持向量機(jī)送絲速度預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確率分別為88. 33%和83.66%。該值已能基本滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。這也充分說(shuō)明本方法所在送絲速度設(shè)定上具有一定的應(yīng)用價(jià)值，能較好地完成自動(dòng)化焊接送絲速度設(shè)定控制任務(wù)?，F(xiàn)利用所建立的模型進(jìn)行實(shí)際的雙絲焊接工藝測(cè)試?；緶y(cè)試條件前導(dǎo)焊絲峰值電流315A，基值電流80A，跟隨焊絲峰值電流290A，基值電流88A，峰值時(shí)間為4ms，基值時(shí)間為9.2ms。采用反相同頻率波形。試件為Q235鋼，厚8mm，焊絲采用H08Mn2SiA，直徑為Φ1. Omm，保護(hù)氣體為純氬。氣體流量15L/min，焊絲干伸長(zhǎng)12mm，兩根焊絲末端之間距離為8mm,行走機(jī)構(gòu)速度為O. 85m/min,平板堆焊。提取特征值如下前導(dǎo)焊絲平均電流為152A，跟隨焊絲平均電流為149A，頻率為75. 8Hz，占空比為30. 3%。絲徑均為I. 0mm。選擇圖5、圖6所示前導(dǎo)焊絲及跟隨焊絲送絲速度支持向量機(jī)模型預(yù)測(cè)得知前導(dǎo)焊絲速度應(yīng)為7. 87m/min，跟隨焊絲速度應(yīng)為8. 15m/min。利用該參數(shù)焊接所得的電流的波形如圖7所示，電流波形比較規(guī)整。試驗(yàn)中觀察至IJ，在按照預(yù)測(cè)送絲速度焊接時(shí)能比較順利地焊接，沒(méi)有斷弧現(xiàn)象，焊接過(guò)程穩(wěn)定。該實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法符合實(shí)際情況，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到要求，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，其特征在于讀取電流信號(hào)，提取其特征值，通過(guò)絲徑大小選擇不同的支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行送絲速度預(yù)測(cè)，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定后計(jì)算電壓變換系數(shù)，通過(guò)電壓變化系數(shù)實(shí)現(xiàn)送絲速度的設(shè)定和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)雙絲弧焊送絲速度的智能設(shè)定和雙絲穩(wěn)定焊接，具體包括如下步驟 (1)控制系統(tǒng)讀取人機(jī)界面?zhèn)魉瓦^(guò)來(lái)的電流參數(shù)。發(fā)明中的送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法是基于電流信號(hào)的。因此在這個(gè)步驟中僅讀取電流信號(hào)參數(shù)； (2)提取電流特征值； (3)讀取絲徑數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的絲徑選擇相應(yīng)的支持向量機(jī)推理預(yù)測(cè)模型； (4)進(jìn)入預(yù)測(cè)送絲速度程序，為預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理； (5)執(zhí)行支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型，得到推理預(yù)測(cè)結(jié)果；。
(6)將預(yù)測(cè)結(jié)果反歸一化，得到送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果； (7)將送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果和送絲機(jī)許可送絲速度范圍閾值比較，如果在許可范圍內(nèi)，則執(zhí)行(8)，否則執(zhí)行(9)； (8)根據(jù)步驟(6)的送絲速度預(yù)測(cè)結(jié)果，計(jì)算對(duì)應(yīng)的電壓變換系數(shù)。接下來(lái)執(zhí)行(10)； (9)根據(jù)兩絲各自的平均電流大小直接計(jì)算各自的送絲速度，并重算對(duì)應(yīng)的電壓變換系數(shù)。接下來(lái)執(zhí)行(10)； (10)更新寄存器中的電壓變換系數(shù)，調(diào)節(jié)輸出電壓范圍，設(shè)定前導(dǎo)焊絲和跟隨焊絲各自的送絲速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，其特征在于，步驟(2)中的特征值為電流信號(hào)的占空比、頻率、自身的平均電流和另一路的平均電流，所提取的特征值要按照統(tǒng)一結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，其特征在于，步驟(3)中的不同的絲徑大小對(duì)應(yīng)于不同的送絲速度預(yù)測(cè)模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，其特征在于，步驟(4)中的歸一化處理要分別針對(duì)不同的特征值按維度進(jìn)行，不能對(duì)整個(gè)數(shù)組進(jìn)行統(tǒng)一歸一化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，其特征在于，步驟(7)中的閾值判定是依據(jù)不同類型的送絲機(jī)機(jī)型進(jìn)行設(shè)定的，不同機(jī)型的送絲速度區(qū)間稍有區(qū)別。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，其特征在于，步驟(9)中的送絲速度按照電流的正比關(guān)系計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙絲弧焊送絲速度預(yù)測(cè)設(shè)定方法，具體方法為讀取電流信號(hào)，提取其特征值，通過(guò)絲徑大小選擇不同的支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行送絲速度預(yù)測(cè)。對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定后計(jì)算電壓變換系數(shù)，通過(guò)電壓變化系數(shù)實(shí)現(xiàn)送絲速度的設(shè)定和調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)雙絲弧焊送絲速度的智能設(shè)定和雙絲穩(wěn)定焊接。本發(fā)明首次提出雙絲焊送絲速度的支持向量機(jī)設(shè)定，本發(fā)明不僅考慮了每根焊絲自身的平均電流，還考慮了焊絲對(duì)應(yīng)的波形特征以及另外一根絲的焊接平均電流，所設(shè)定的送絲速度更能符合實(shí)際情況。通過(guò)閾值機(jī)制，使預(yù)測(cè)的送絲速度始終保持在合理范圍內(nèi)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B23K9/173GK102873433SQ20121022762
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者姚屏, 薛家祥, 王曉軍 申請(qǐng)人:廣東技術(shù)師范學(xué)院