上海交通大学学报 ›› 2016, Vol. 50 ›› Issue (10): 1559-1563.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.10.010

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钨极惰性气体保护焊焊枪运动姿态的传感与验证

张刚, 樊丁, 石玗, 顾玉芬, 朱明, 闫培民   

  1. 兰州理工大学
  • 出版日期:2016-10-28 发布日期:2025-07-02

钨极惰性气体保护焊焊枪运动姿态的传感与验证

张刚, 樊丁, 石玗, 顾玉芬, 朱明, 闫培民   

  1. 兰州理工大学
  • Online:2016-10-28 Published:2025-07-02

摘要: 针对实时准确传感反映焊工焊接经验及技能的焊枪运动姿态问题,设计组建了基于有线惯性测量单元的姿态传感实验系统,以实时获得焊枪姿态的原始数据,并进行了惯性测量单元输出精度的静、动态标定实验.为获得焊枪钨极尖端的空间运动姿态数据,建立了惯性测量单元-万向节-熔池三者间的坐标转换数学模型,并通过实验对其准确性和合理性进行验证.结果表明:惯性测量单元的输出精度为0.01°,其相对自身x、y坐标轴的夹角α和β的测量误差均小于1.2°,与z轴的夹角γ的最大测量误差为1.05°,满足焊枪姿态角的测量要求;所建立的焊枪姿态角转换数学模型合理,能够获得可接受误差范围内的有效焊枪钨极尖端空间姿态角.

关键词: 钨极惰性气体保护焊, 焊工经验, 焊枪, 姿态角, 传感, 惯性测量单元

Abstract: 针对实时准确传感反映焊工焊接经验及技能的焊枪运动姿态问题,设计组建了基于有线惯性测量单元的姿态传感实验系统,以实时获得焊枪姿态的原始数据,并进行了惯性测量单元输出精度的静、动态标定实验.为获得焊枪钨极尖端的空间运动姿态数据,建立了惯性测量单元-万向节-熔池三者间的坐标转换数学模型,并通过实验对其准确性和合理性进行验证.结果表明:惯性测量单元的输出精度为0.01°,其相对自身x、y坐标轴的夹角α和β的测量误差均小于1.2°,与z轴的夹角γ的最大测量误差为1.05°,满足焊枪姿态角的测量要求;所建立的焊枪姿态角转换数学模型合理,能够获得可接受误差范围内的有效焊枪钨极尖端空间姿态角.

Key words: 钨极惰性气体保护焊, 焊工经验, 焊枪, 姿态角, 传感, 惯性测量单元