Компьютерное моделирование оптимального управления положением ванны при сварке МИГ/МАГ корневых швов

В.В. Долиненко, В.А. Коляда,
Е.В. Шаповалов, кандидаты техн. наук, Т.Г. Скуба
Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины
(Украина, 03680, ГСП, Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11,
тел.: (044) 2004711, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Розв’язано задачу оптимального управління формуванням кореневого шва зі зворотнім зв’язком від відеопірометричного сенсора, який використовує відеозображення зварювально ї ванни в інфрачервоному діапазоні її випромінювання. Виконано моделювання системи оптимального управління положенням ванни при зварюванні з поперечними коливаннями пальника 1 і 3 Гц.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

МИГ/МАГ сварка з поперечными колебаниями электрода, корневой шов, сварочная ванна, оптимальный регулятор состояния.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бельфор М.Г., Патон Б.Е. Оборудование для дуговой и шлаковой сварки и наплавки.— М. : Высшая школа, 1974.— 256 с.
2. Ворновицкий И.Н., Кучерова М.И., Ранцев А.А., Числов С.А. Технология сварки корневого шва стыков трубопроводов без подкладных колец // Сварочное производство.—1999. — № 12. —С. 30—32.
3. Полосков С.И., Букаров В.А., Ищенко Ю.С. Особенности управления формированием корня шва при орбитальной сварке неповоротных стыков труб // Там же. — 2003. — № 4. —С. 3—10.
4. Ерохин А.А., Ищенко Ю.С. Некоторые закономерности формирования проплава при сварке неповоротных стыков труб //Там же. — 1967. — № 4. — С. 16—18.
5. ГОСТ 16037-80. Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. — М. : Изд-во стандартов, 1980. — 24 с.
6. Полосков С.И., Ищенко Ю.С., Букаров В.А. Анализ факторов, определяющих формирование сварочной ванны при орбитальной сварке неповоротных стыков труб (обзор) // Сварочное производство. — 2003. — № 2. — С. 11—19.
7. Давыдов В.А., Колупаев Ю.Ф., Сидоров А.В. Регулирование формы обратной стороны корневого шва при сварке стыковых соединений с разделкой кромок // Там же. — 1988.— № 11. — С. 9—11.
8. Чернышов Г.Г., Акулов А.И. Соображения по выбору режимов сварки в СО2 корневого шва поворотных стыков труб // Автоматическая сварка.—1965.—№ 12.—С. 73.
9. Тимченко В.А., Дубовецкий С.В., Гурский К.П. и др. Влияние траектории колебаний электрода на формирование шва при роботизированной дуговой сварке в углекислом газе // Там же.— 1989. — № 2. — С. 73.
10. Doumanidis C.C., Hardt D.E. Simultaneous In-Process Control of Heat-Affected Zone and Cooling Rate during Arc Welding // Welding J. — 1990. —No 69. — P. 186s—196s.
11. Shan-Ben Chen, Jing Wu. Intelligentized Methodology for Arc Welding Dynamical Processes: Visual Information Acquiring, Knowledge Modeling and Intelligent Control. — Springer Publishing Company, Incorporated, 2008. — 278 p.
12. Bae K.Y., Lee T.H. , Ahn K. C. An optical sensing system for seam tracking and weld pool control in gas metal arc welding of steel pipe // Journal of Materials Processing Technology.—2002. —Vol. 120.— P. 458—465.
13. Huang J., Huang J., Zou Y. et al. Study on a pipe welding robot based on laser vision sensing // IEEE Conf. on Robotics, Automation and Mechatronics // IEEE published. — Chengdu, 21—24 Sept. 2008.— P. 720—723.
14. Лобанов Л.М., Шаповалов Е.В., Коляда В.А. Применение современных информационных технологий для решения задач автоматизации технологических процессов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль.—2014.— №4.—С. 52—56.
15. Долиненко В.В., Коляда В.А., Скуба Т.Г.,Шаповалов Е.В. Оптимальное управление формированием валика сварногошва // Автоматическая сварка.—2010.—№2.—С. 23—29.
16. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие. — М. : Физматлит, 2004. —464 с.
17. Бейкер Дж., Грейвс-Моррис П. Аппроксимации Паде. — М. : Мир, 1986. — 502 с.
18. Перельмутер В.М. Пакеты расширения MATLAB: Control System Toolbox и Robust Control Toolbox.— М. : Соломон-Пресс, 2008. — 224 с.
19. Квакернак Х., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления: Пер. с англ. — М. : Мир, 1977.— 650 с.
20. Брайсон А., Хо Ю-Ши. Прикладная теория оптимального управления: Пер с англ. — М. : Мир, 1972.— 544 с.

ДОЛИНЕНКО Владимир Владимирович, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. отд. №27 Ин-та электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. В 1979 г. окончил Киевский политехнический ин-т. Область научных исследований — оптимальное управление дуговой сваркой, численное моделирование термомеханической и гидромеханической задач.

КОЛЯДА Владимир Александрович, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. отд. №27 Ин-та электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. В 2002 г. окончил Национальный технический университет «Киевский политехнический ин-т». Область научных исследований — создание имитационных моделей видеосенсоров, разработка математического обеспечения для видеосенсоров, решение прямой и обратной задачи кинематики манипуляторов.

ШАПОВАЛОВ Евгений Викторович, канд. техн. наук, заведующий отд. №27 Ин-та электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. В 1999 г. окончил Национальный технический университет «Киевский политехнический ин-т». Область научных исследований — создание перспективных образцов лазерно-триангуляционных видеосенсоров и регуляторов с обратной связью, неразрушающий контроль качества сварных швов.

СКУБА Тарас Григорьевич, ведущий инженер-программист отд. №27 Ин-та электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. В 2002 г. окончил Национальный технический университет «Киевский политехнический ин-т». Область научных исследований — имитационное моделирование манипуляторов, системы управления роботами, оптимальное управление.

Полный текст: PDF (русский)