光纤式机器人触觉传感器横向串扰信号的分析

本文对所研究的光纤式机器人触觉传感器的横向串扰信号进行理论分析和实验研究,提出消除这一串扰信号的方法,并给出实验结果。     

PCB布线产生的串扰及其解决办法

介绍了电磁耦合的基本原理,定性地分析了串扰的形成机理,重点分析了串扰的主要因素即后向串扰,给出了串扰的估算公式,阐述了PCB设计中解决串扰问题的具体策略。     

接触网与受电弓滑板离线电弧电磁辐射特性研究

首先,从理论的角度分析了弓网离线电弧电磁干扰的产生机理和物理现象过程。然后,进行了半实物仿真试验来研究弓网电弧辐射噪声特性,利用天线接收弓网离线电弧的电磁信号,并探讨了铜棒和纯碳滑板之间的接触电阻量级。最后,对电磁辐射脉冲进行了快速傅里叶变换,将电磁信号从时域转化到频域研究。综合电弧电磁辐射的时域及频域特性的分析,表明弓网离线电弧产生的电磁辐射为强脉冲信号,持续时间短,频谱范围宽。     

二维旋转电弧传感器信号消噪方法

旋转电弧传感器是焊接自动跟踪中的重要传感器,为了去除旋转电弧传感器获得的焊接电流信号中大量的干扰信息,以提取含有坡口的特征信息,针对噪声点在空间平面上扩散的影响,提出了一种基于平面的旋转电弧传感器信号消噪方法,将一维信号扩展为二维平面信号进行消噪,在空间平面的8个方向上消除噪声点的干扰。matlab仿真结果和实验结果都表明,这种方法能有效去除焊接过程中的各种干扰,为旋转电弧传感器数字滤波开辟了一个新的思路方法。最后采用了二维中值加一维均值加一维小波的消噪方式实现了实际的消噪过程。     

微带线间串扰的频域分析和时域优化模型

从频域与时域两个方面分析了微带线间串扰的耦合机理。在频域中,理论上明确了串扰是容性耦合和感性耦合共同作用的结果,仿真分析了微带线长度和走线间距对近端和远端串扰幅度的影响。在时域中,针对串扰电路模型提出了时域上的数学优化模型,理论上明确了在干扰信号的上升沿时间内会有最大串扰输出这一事实。对电路中的关键参数进行仿真,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

工业机器人电磁兼容整改实例分析

某工业机器人在依据CISPR 11:2015-06进行EMC测试时,端子骚扰电压超标。文中首先分析端子骚扰电压测试本质,然后通过对该机器人测试数据、电气结构及接地系统分析,并利用近场探头和频谱分析仪,明确干扰源类型、位置及干扰耦合途径,通过添加滤波器、更改走线位置、添加磁环等3步完成该机器人端子骚扰电压整改,使其满足标准要求。该整改思路方便、快捷,不需改内部电气结构;可适用于同类型机器人相同问题整改上,具有通用性。     

基于容性耦合的钢轨压力传感器电磁干扰分析

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰 机理的耦合分析等方面的工作开展较少。 本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了 电源线与信号线的容性耦合物理模型,提取线缆间分布电容参数,定量分析了耦合电场大小;同时找出干扰源,确定为电源 线容性耦合导致的串扰电压干扰,给出了相应抑制干扰的措施,该分析与实测相符合。 研究结果表明,接地装置对电源线地 线的电磁干扰影响很大,从而进一步影响了信号线的信号电压。 当接地电阻的埋入深度从 0. 1 m 增加到 0. 6 m 时,电源线的 干扰电压得到了抑制;信号线的连接端头是容易耦合到外界电磁干扰的薄弱环节,是改善屏蔽效能的关键点。 本文所提出 的关于容性耦合的机理分析、计算方法、以及传感器信号的电磁干扰抑制措施,能够为今后电气设备的电磁干扰分析抑制提 供普遍的借鉴意义。     

带状电缆的串扰分析与抑制

降低串扰的不良影响,保证电子系统的电磁兼容性是工程设计者无法回避的一个重要课题。在对带状电缆的串扰耦合模型进行分析的基础上,结合实验数据和应用实例提出了一些抑制串扰的解决对策。     

电子计价秤外接显示装置的串扰问题分析

本文针对电子计价秤产品电磁兼容性检验过程中发现的由于外接显示装置带来的串扰问题,分析了由于扁平带状线共阻抗耦合带来的串扰问题,进行了实例应用,并提出增加附加返回线路降低串扰的解决方法。     

电子整机三维布线的电磁兼容性预测

互连线间的电磁耦合(串扰)是电子整机内各模块间互连电缆及模块内PCB印制迹线布线电磁兼容设计的主要考虑因素,对互连线间的串扰进行了分析,并以有限元计算及电路仿真软件为工具进行了电磁兼容性预测。     

基于电弧光谱的钢熔化极惰性气体保护焊质量判识

通过对熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG焊)电弧光谱分布进行采集,研究其光谱分布的基本特征,并基于光谱分布的分析,通过预设干扰因素,对不同特征谱段光谱信号随焊接过程的变化进行采集,寻求MIG焊接质量在线光谱测控的理论依据和工程实现.研究结果表明,MIG焊电弧光谱在不同谱段存在金属谱线和Ar谱线聚集区.在不同弧长下的不同熔滴过渡形态,其光谱信号在特征谱段得到明显反映,电流变化引起的焊道变宽也有很好的特征信号;不同干扰因素引起的焊接缺陷,在焊接电弧光谱信号不同谱段的分布和变化规律不同,通过对特征谱段信息的采集,可以获得关于焊接过程信息的特征信号,从而实现对MIG焊接质量的分类判识.     

脉冲熔化极气体保护焊焊接电源—电弧系统建模与仿真

因脉冲熔化极气体保护焊(Pulse gas metal arc welding,GMAW-P)焊接电弧负载非线性与时变性的特点,GMAW-P焊接电源-电弧系统的研究、设计及其控制参数的选定有其固有的难点。采用基于Matlab/Simulink扩展工具S函数模块设计技术,建立GMAW-P焊接电源-电弧系统动态仿真模型。基于所建立的仿真模型,在完成对控制器参数优化设计的同时,实现对GMAW-P电源-电弧系统的抗弧长干扰仿真研究。试验证明,仿真计算结果和试验结果具有较好的一致性,验证了所建仿真模型的正确性、控制系统调节器优化参数的适应性及电源控制系统的动态性能,为GMAW-P焊接电源-电弧系统仿真建模研究及控制器参数的优化设计提供了新的途径。     

汽车拨叉件氩弧焊机控制系统抗干扰问题的研究

氩弧焊机控制系统采用单片机控制需具备有较高的灵敏度,因此抗干扰问题己成为控制系统首要考虑的重要因素。本文分析了氩弧焊接机的单片机控制系统干扰的主要来源,着重从硬件(主动式抗干扰)和软件(被动式抗干扰)两方面进行了抗干扰设计,得到了在焊接汽车拨叉件工作环境条件下稳定地、可靠地运行单片机实时控制系统,解决了强电磁环境对单片机系统的干扰难题。     

摆动式焊缝自动跟踪电弧传感器的研制

介绍了焊缝自动跟踪系统的组成及电弧传感器的工作原理;针对熔滴过渡所产生的高频干扰,设计了二阶巴特沃思低通滤波器对传感信号进行滤波,取得了良好的滤波效果;利用离散积分求差值的方法对焊枪左摆和右摆过程中的电流进行离散积分,通过比较积分差值判断焊枪偏移方向和偏移量。针对焊接过程中具有非线性、时变性等特征,很难建立跟踪过程的精确数学模型,采用了参数自调整的模糊控制方法对系统进行控制,明显的改善了系统的性能。     

基于旋转电弧传感的弧焊机器人焊缝跟踪系统

研制了一套基于旋转电弧传感的弧焊机器人空间曲线焊缝智能跟踪控制系统。介绍了系统的硬件构成、软件设计及模糊控制方法。研究了不同焊接位置时，焊接熔池金属对坡口的影响作用，提出采用补偿因子加权处理方法，可有效提高平焊、横焊位置焊缝偏差的识别能力。针对立焊位置的脉冲焊接方法，采用形态滤波技术，通过提取脉冲焊接电流的上包络线，利用一次谐波法准确地对立焊焊缝进行了识别。试验结果表明，该焊缝跟踪控制系统对平焊、横焊及立焊位置的曲线焊缝跟踪效果良好，达到焊接工艺要求。     

铝合金变极性等离子弧焊温度场数值模拟

通过高速摄像对正、负极性等离子弧形态进行分析,并分析变极性等离子电弧正、反极性不同产热机理的基础上,采用“高斯+双椭球”组合热源模型,建立正、反极性期间不同热源模型。采用ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language, APDL)编程语言实现与实际变极性焊接参数对应热载荷的循环交替加载,计算出铝合金变极性等离子弧焊接温度场及熔池形状。对比分析不同变极性电流和焊接速度条件下焊接熔池的穿透深度,并通过实际焊接试验验证热源模型的准确性。研究结果为准确掌握铝合金变极性等离子弧热源形态、产热机理和等离子弧力等特性,并合理选择焊接工艺参数提供理论依据。     

高氮钢激光-电弧复合焊接气孔控制方法研究*

为了掌握高氮钢复合焊接气孔控制的有效方法,研究电弧能量、激光能量和振动频率对焊缝气孔的影响。从气孔率方面分析焊缝气孔的产生原因,并从电流和电压波形及熔滴过渡方面分析其对焊接过程稳定性的影响。熔池流动与焊缝气孔具有一定的关联性,并从熔池流动状态方面分析其对气孔的影响。激光匙孔的形成需要一定的阈值能量,匙孔穿透状态对气孔率有直接影响,依据激光匙孔底部受力情况,分析匙孔状态对焊缝气孔率的影响。结果表明：气孔率随电弧能量或激光能量的增加而呈先升后降的变化趋势,电弧能量4 800 J(I=200 A,U=24 V)时,气孔率最低,仅为0.49%;而激光功率为2.8 kW时,气孔率降为最低,仅为0.14%;施加振动后焊缝气孔率均明显减小,气孔率随着振动频率的增加而先降后升。适当的电弧能量或激光能量可有效抑制焊缝内气孔数量,振动频率为35 Hz时抑制气孔效果最好。     

Electromagnetic Characteristic of Twin-wire Indirect Arc Welding

Traditional welding methods are limited in low heat input to workpiece and high welding wire melting rate. Twin-wire indirect arc(TWIA) welding is a new welding method characterized by high melting rate and low heat input. This method uses two wires: one connected to the negative electrode and another to the positive electrode of a direct-current(DC) power source. The workpiece is an independent, non-connected unit. A three dimensional finite element model of TWIA is devised. Electric and magnetic fields are calculated and their influence upon TWIA behavior and the welding process is discussed. The results show that with a 100 A welding current, the maximum temperature reached is 17 758 K, arc voltage is 14.646 V while maximum current density was 61 A/mm2 with a maximum Lorene force of 84.5 uN. The above mentioned arc parameters near the cathode and anode regions are far higher than those in the arc column region. The Lorene force is the key reason for plasma velocity direction deviated and charged particles flowed in the channel formed by the cathode, anode and upper part of arc column regions. This led to most of the energy being supplied to the polar and upper part of arc column regions. The interaction between electric and magnetic fields is a major determinant in shaping TWIA as well as heat input on the workpiece. This is a first study of electromagnetic characteristics and their influences in the TWIA welding process, and it is significant in both a theoretical and practical sense.     

超声辅助MIG焊接中超声作用特性研究

超声辅助熔化极惰性气体保护(Ultrasonic assisted metal inert gas,U-MIG)焊是一种新型熔化极焊接方法,利用外加声场将相应声学效果引入焊接熔池达到改善接头性能的目的。通过试验系统化研究超声对电弧形态、熔滴过渡以及接头宏观形貌的作用规律,主要目标是更好地理解超声在不同焊接条件下的作用特点。对高速摄像采集的电弧数据进行处理,结果发现随电弧电压增加,超声对电弧的压缩效果也逐渐增大;而随送丝速度增加,焊接电流增大,电弧压缩效果减弱。针对熔滴受力特点分析,可以看出超声作用后熔滴会受到一个促进熔滴过渡的附加力作用。在焊接电流为200 A时,该附加力达到最大,约为2.8×10-3 N,继续增大焊接电流,该附加力逐渐降低。对比不同送丝速度时焊缝宏观形貌,结果显示为了获得更高的焊接效率不能无限提高送丝速度,存在一个最佳的参数匹配值。结合平面驻波理论分析,随温度增加,声辐射力逐渐减弱,这在一定程度上也会削弱附加力作用效果。利用熔池薄膜模型探讨电弧、熔滴过渡以及熔池振荡三者之间的关系,超声对电弧形态、熔滴过渡的影响均可改变熔池的振荡特性,这间接表现为接头形貌的改变。通过试验与理论分析,为U-MIG焊接方法进一步发展与应用打下坚实基础。     

基于周期平均值外特性的脉冲MIG焊弧长稳定性研究

通过对脉冲熔化极惰性气体保护(Metal inert gas,MIG)焊脉冲平均电流电压变化率的计算,提出脉冲周期平均值外特性曲线,并对弧焊电源脉冲周期平均值外特性曲线和电弧静态性曲线的动态稳定工作点进行详细分析,得出利用脉冲平均值外特性控制脉冲MIG焊的控制策略。同时运用双闭环控制实现了基于弧压反馈的I/I模式控制数字化弧焊电源,此电源能在送丝速度稳定情况下自适应弧长扰动变化,实现脉冲弧焊过程一脉一滴熔滴过渡。通过弧长阶跃试验表明,脉冲弧焊过程中焊丝熔化速度快速跟踪弧长变化,具有良好的弧长动态调节性能,保持弧长动态稳定,即焊接过程稳定,焊缝成形良好,同时验证了分析过程正确性和设计过程的可行性。