由上节知道，必须首先建立一个平焊位置下对接接头和角接头情形下的焊接 参数工艺库，该工艺库应包含板厚、焊接位置、焊接电流、焊接电压、干伸长 度、气体类型、气体流量、坡口情况、装配间隙等内容。目前该知识库只能算 是一个查询库，根据用户输入的板厚信息，由就近原则匹配文件中的板厚数据，
从而获取工艺。用户还可以对调整后的工艺参数进行修改。亦可对工艺库中的 原始工艺参数进行修改和存贮，但增加、删除等编程功能需要打开该文件进行 操作，其接口工作尚未完成。
知识库中的部分工艺内容【３７］参见附录 ４．１
３ 基于模糊专家库的焊枪姿态优化问题研究
３． １ 姿态规划间瓜概述
姿态规划的研究内容主要涉及两个方面，一个是空间复杂曲线经焊接位置点 的所谓理想姿态的求解，另一个是构建基于理想姿态的质量函数，在干涉条件 下，对整条焊接路径进行焊枪姿态的优化问题。
４．３．２ 理想姿奋求解的一种新的尝试
假设 ４． １：。’、０’是两个相互独立的姿态参数，它的互相影响系数为Ｏｏ
结论 ４．１：该姿态最优问题可分解为两个平面的问题，不同ａ角度下的姿态 最优问题和不同ｐ下的姿态最优问题。即位置横焊和上下坡焊的姿态优化问题，
这使问题相对简单化。
进一步论证：Ｑ’、ｐ’是否相互影响？影响系数有多大？这是值得进一步研 究的，从理论上看，由我们前面对 。’、ｐ’的定义不难知道，例如，设某一空 间焊接位置的姿态为日。，、。。’、丫。’，也就说，该焊缝相当于水平焊缝绕固定 Ｘ轴旋转ａ ｏｒ，再绕固定Ｙ轴旋转０．，，由于是绕两个固定的轴 Ｘ， Ｙ转动，且两 个轴是相互垂直的，因此，ａｏ’这个角度在该 Ｙ平面的作用力在 Ｘ平面上的分力 为０，反之亦然，故从受力来看，这两个角度是相互独立，互不影响的。
事实上，空间任何位置的焊缝均可认为是平焊、立焊、横焊、仰焊四种特殊 位置的合成。在这里，仰焊的情形不予考虑，而平焊与立焊的合成就是上下坡 焊，平焊与横焊的合成即为位置横焊 。因此，这种分解方法是切实可行的。
４． ３． ３ 理想姿态的实脸研究
进行了上下坡焊，位置横焊等大量实验，取有代表性的试样照片如图４．１所示。
（１）一（９）号为工件处于 ３０“上坡焊位置，焊枪姿态分别为 ００、１００、４００、
２００、－１００、－４００的焊缝。（１）一 （５）号为工件处于 ６００上坡焊位置，焊枪
姿态分别为 ００、１００、２００、－１００、－４００的焊缝。（１）一 （１０）号为工件处 于 ３００下坡焊位置，焊枪姿态分别为 ００、５０、１００、２００、４００、－５－、－１０
“、－２００、－４０。的焊缝。（１）一（（６）号为工件处于 ３００位置横焊位置，焊枪 姿态分别为 ００、５０、１００、２００、－１００的焊缝。（１）一 （５）号为工件处于 ６００位置横焊位置，焊枪姿态分别为００、１００、２００、３００、－２００的焊缝。
图４．１ 各种位置焊实验照片
大量试验分析发现：
ａ）在一定工件倾斜程度下，焊枪姿态在焊接位置特征坐标系Ｚ轴方位附近较
小幅度内摆动对焊接成型影响总体上不明显。
ｂ）在一定工件倾斜程度下，焊枪姿态变化，仍然存在某 （个）些更为满意的
姿态。
ｃ）当工件倾斜超过一定角度，不管如何变化姿态，仍不能获得较满意的焊 缝质量。对于上坡焊则更为明显。
从上述实验中可以发现，寻找一种定量的描述焊缝位姿与焊枪姿态关系的精 确数学公式是不太现实的，鉴于这种不确定性问题，吸取人类智慧，采用基于 大量经验的模糊推理系统是更为合理的。其次，利用焊枪姿态调整来保证焊缝 质量是很有限的，分析原因是，对于本实验条件下，采用 ＭＡＧ焊短路过渡，熔 化金属的 自身重力是影响焊缝成形的主要因素之一。而焊枪姿态调整即使短弧
－３ －２ －１ ０ １ ２ ３
ＰＢ ０ ０ ０ ０．１ ０．３ ０．５ １．０
ＰＭ ０ ０ ０ ０．３ ０．５ １．０ ０．５
ＰＳ ０ ０ ０．２ ０．５ １．０ ０．５ ０．３ ＺＯ ０ ０．２ ０．５ １．０ ０．５ ０．２ ０ ＮＳ ０．３ ０．５ １．０ ０．５ ０．２ ０ ０
ＮＭ ０．５ １．０ ０．５ ０．３ ０ ０ ０
ＮＢ １．０ ０．５ ０．３ ０．１ ０ ０ ０
又设坡度角变化语言变量为ＥＣ ａ，，其相应模糊子集为Ｂ， （１＝１， ２， ，５）， 论域为 Ｙ，也划分为 ７个等级 Ｙ＝｛－３，－２，－１， ０， １， ２， ３１，模糊子集 Ｂ，的 ５ 个语言取值为｛ＰＢ， ＰＳ， Ｚ０， ＮＳ， ＮＢ１，每个语言取值的量化标准如表 ４．４所示，
对应的隶属度值如表 ４．５所示。
表 ４．４ 对应的输入范围表
ＰＢ ＰＳ ＺＯ ＮＳ ＮＢ
一１００ －５－ －５。－５ ５。 一１０ １０“－１５
表 ４．５ 隶属度函数
一３ 一２ 一１ ０ １ ２ ３
ＰＢ ０ ０ ０ ０．１ ０．２ ０．４ １．０
ＰＳ ０ ０ ０．１ ０．５ １．０ ０．５ ０．３ ＺＯ ０ ０． ３ ０．５ １．０ ０．５ ０．３ ０ ＮＳ ０．３ ０．５ １．０ ０．５ ０．１ ０ ０
ＮＢ １．０ ０．４ ０．２ ０．１ ０ ０ ０
输出模块用来输出系统最终结论，通常也是解模糊过程，即将带有不确定性 的结论进行量化。令输出控制量 （焊枪基准姿态的调整量）的语言变量为 Ｕ，其 相应模糊子集为 Ｃ， （ｋ＝１， ２，…，９），论域为 Ｅ，也划分成 ９个等级 Ｅ＝ ｛－４，－３，－２，
一ｌ， ０， ＋１， ＋２， ＋３， ＋４１，模糊子集Ｃ，的９个语言取值也为｛ＰＳＢ， ＰＢ， ＰＭ， ＰＳ， Ｚ０， ＮＳ， ＮＭ， ＮＢ， ＮＳＢ｝。取量化因子为４，则对应如表４．６所示。
表 ４．６ 对应的输出范围表
－４ －３ －２ 一１ ０ １ ２ ３ ４
一１６０ 一１２０ －８０ －４－ Ｗ ４－ ８． １２０ １６０
对应的隶属度值如表 ４．７所示。
量”是 “正中”，即 ｉｆ Ｅ ａ ；＝ＰＳ ａｎｄ ＥＣ ａ ；＝ＰＢ， ＴＨＥＮ Ｕ＝ＰＭ；
表 ４．８ 模糊控制规则表