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焊缝跟踪模糊控制器的研究· 车顺华胡绳荪刘勇 (天津大学材料学院) 擅耍本文介绍了一种新型的焊缝跟踪模糊控制嚣．该控制器采用了自诅整模糊控制理论，在掉缝跟踪 中可以通过修正因子的自调整来改变模糊控制规则。l；l满足实际焊缝聪过程的需要．通过埋弧焊焊缝 跟踪实验表明，该控制器具有矗好的动态性能和控制精度．完全能够满足实际焊缝跟踪的需要． 关悯焊缝跟踪 自调整模糊控崩非接触超声传感器 焊缝跟踪是焊接自动化领域的重要研究课题。由于焊接过程的不确定性、时变性， 焊缝跟踪过程不能用精确的数学模型来描述，因此，应用传统的控制理论包括现代控制 理论很难获得满意的效果。随着模糊控制理论的发展，使得焊缝跟踪控制向着智能化方 向发展。本文介绍了一种新型的焊缝跟踪自调整模糊控制器。 1焊缝跟踪的单片机控制系统 焊缝跟踪系统的方块图如图1所示。它主要由非接触式超声波传感器，扫描装置、 机头二维调节装置、单片机控制系统等部分组成。本系统采用扫描式超声传感焊缝跟踪 方法，即将非接触式超声波传感器置于悍炬前方，用一套扫描装置使传感器在焊遒上方 横向扫描．超声传感器发射超声波，遇到焊件金属表面时，超声波信号被反射回来，并 由超声传感器接收．通过计算传感器发射到接收的超声波声程时问，可以得到传感器到 工件之间的垂直距离．根据给定高度与实际检铡高度的偏差，可以实现焊炬高度的检铡 和调整。利用寻棱边法可以检测焊炬的横向偏差，进而实施横I句调整，实现焊缝跟踪。 机头二维调节装置 显示单元 ≯ r—一 l声侍感器L_厂 Y 旷 圈l角声传巷焊缝跟踪系统方块田 一1| ·天津市自然科学基金壹助礓日(项目箱号；983605011) 焊缝跟踪的单片机控制系统如图2所示。其核心是$031单片机，还包括2764EPROM、 74LS373地址锁存器、8155可编程接口等。当系统通电或复位时，8031单片机开始执行 27“EIq∞M中固化的程序，对焊缝位置的信息进行实时采集和处理，通过PI口输出控 制脉冲信号控制步进电机驱动器，进而实现对调整执行机构的控制．实现超声传感焊缝 自动跟踪。超声波传感器的信号(检测信号和同步信号)从803l单片机的INTo和INTI 端输入。8031单片机通过s155接口实现焊缝位置显示和进行控制功能的切换。 显示单元采用了7个共阴极LED显示器和7个BCD锁存盯段译码，驱动器-CC4511 译码锁存，得到十进制数，进而驱动LED显示器进行显示。 本系统除采用了光电隔离方法、单独电源供电、软硬件滤波等抗干扰措施外．还采 用了硬件“看门狗”技术，即采用了集成芯片--MAXl232_监视定时器芯片。MAX]232 每隔600ms将发出复位信号使单片机8031复位．因此，当软件程序正常运行时，在600ms 时间间隔内由单片机8031发出负脉冲信号，使MAXl232重新计时．防止其发出复位信 号，从而保证程序正常运行。而一旦出现干扰影响，软件程序不能正常运行时，则在600ms 就会向803l单片机发出复位脉冲，使整个单片机控制系统复位。 控制软件包括主程序及各子程序：手动调整、高度检测、高度调整、左右偏差检测、 左右扫描点数显示、高度显示、左右调整等程序。 班唧 砚 西 P1 鞠器= 弛．0-． ) ^铲12 ^I王 冈 、 AD-T 】【T^Li 1=当 r。 玎虹2 丘暮 舶 夼 D 2T6● 黾 ● 删 口n