旋转电弧传感器的研制

介绍了电弧传感的基本原理及旋转电弧传感器用于焊接接头跟踪的工作原理。针对焊缝跟踪对传感器的要求 ,研制了一种适用于焊接机器人的轻便、紧凑、高速旋转的电弧传感器。详细介绍了高速旋转电弧传感器的旋转驱动电路、位置检测电路以及焊接电流采样电路。实验证明所设计的电路抗干扰能力强 ,旋转速度稳定 ,测位脉冲可靠 ,焊接电流的采集线性度好。该电弧传感器已在焊接机器人焊缝跟踪控制系统中得到成功应用。

基于旋转电弧传感的空间位置曲线焊缝跟踪

采用空心轴电机驱动的旋转式扫描焊炬作为电弧传感器,以示教再现式弧焊机器人为控制对象,介绍了焊缝跟踪系统的组成。以理想状态的旋转电弧传感信号处理方法为基础,研究了平焊、横焊及立焊位置焊缝偏差的识别方法。采用模糊控制方法,设计了机器人焊缝跟踪控制系统。实现了空间曲线焊缝的自动跟踪,大大提高了示教再现式弧焊机器人的自动化程度。

基于ADAMS的弧焊机器人运动仿真

机器人三维运动仿真是当前机器人研究领域中重要的研究方向之一。采用CAD软件Pro/E和机械系统动力学仿真软件ADAMS,对德国CLOOS公司生产的76AW型弧焊机器人建立了三维运动仿真模型。采用Denavit-Hartenberg方法建立了连杆坐标系下的机器人运动学模型,并采用Matlab编写了运动学正、逆解的程序。详细阐述了模型的建立方法及具体过程,实现了在ADAMS环境下的机器人焊缝路径的运动仿真。为机器人动力学及离线编程技术的研究提供了基础。

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。

基于多视觉的熔池图像处理与特征提取

提出了一种多视觉焊接熔池采集系统,采用复合滤光的方法,能够有效地克服弧光的干扰,获取清晰的熔池图像。针对采集的熔池图像特点提出了一系列的图像处理方法。首先对熔池图像进行中值滤波去除图像中的噪声,然后采用CANNY多阈值方法提取熔池边缘特征,并利用去伪边缘、迭代拟合处理,从而获得熔池边缘特征。利用提取的熔池边缘特征和CCD摄像机与熔池的位置关系,得出熔池的后托角和堆高。将计算的熔池堆高与实测熔池堆高对比,偏差小于0.06 mm,证明了双视觉特征提取在熔池图像中的有效性和可靠性。

OpenGL在MOTOMAN弧焊机器人动态仿真中的应用

以MOTOMAN-UP20弧焊机器人动态仿真为背景,利用AutoCAD强大的建模功能和OpenGL卓越的渲染功能来开发真实感较强的三维仿真环境.阐述了OpenGL对AutoCAD模型数据的读取,并详细介绍了OpenGL对三维仿真中机器人模型数据的构造、光照、材质处理以及运动的双缓存技术等问题.这种方法对其他动态过程的三维仿真也具有一定的意义.

电弧传感器的发展状况及应用前景

综述了电弧传感器的发展与研究现状,并详细介绍了电弧传感原理、弧焊过程的数学模型以及电弧传感器在焊缝跟踪中的信号处理方法和智能控制技术,特别论述了旋转电弧传感器的发展过程及其在焊缝跟踪的应用研究,提出旋转电弧传感器在弧焊机器人中具有广泛的应用前景。

T形接头焊接温度场的三维数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS,对T形接头焊接的温度场的分布进行了动态模拟,提出高斯函数和双椭球函数相结合的双热源模型。并应用APDL语言实现了焊接全过程温度场的三维动态模拟,其结果与理论值完全吻合,证明了数值模拟的可靠性。

弧焊机器人焊缝图像处理及识别方法的研究

针对电荷耦合器(CCD)所获取焊缝图像的特点,研究了相应的图像处理方法,有效地消除了焊接过程中的飞溅和弧光对焊缝图像的干扰。通过识别激光带在焊接坡口处的变形,准确识别出图像中焊缝中心位置并计算出焊枪的偏差。采用多线程技术编写了应用程序,充分利用计算机系统资源,大大提高了图像采集、处理和存储的速度。识别算法对每幅图像的平均运算时间为16ms,识别精度达到±0.2ms。试验证明:图像处理的过程和焊缝中心识别的方法是有效的,该系统满足焊缝跟踪控制的实时性要求。

中美高校焊接专业人才培养的比较研究

简述了我国高校焊接技术与工程专业的发展和现状,通过对中美高校的焊接技术与工程专业人才培养的比较,分析了焊接专业人才的培养目标、教学管理和课程设置等方面的异同。在培养焊接专业人才的过程中要借鉴国外高校人才培养的经验,国内高校要结合国情积极探索焊接专业人才培养的新模式,要做到通才教育和专业教育相结合、学历教育和技能教育相结合,加大师资培养的力度,更新教材内容和教学手段,从而提高我国高校焊接专业的教学质量和焊接学生的综合素质,提高焊接专业人才的培养质量。

基于虚拟仪器的弧焊电参数测试仪开发

介绍了一种先进的基于虚拟仪器的弧焊电参数测试仪。以电弧电压和焊接电流为信号源,采用LabVIEW 7.1作为软件开发平台,开发了集试验参数设置、数据采集及处理和数据回放及分析三大模块为一体的测试系统。试验结果表明:该弧焊参数虚拟测试分析仪具有良好的灵活性和实用性,人机界面友好。

焊接过程的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS,对T型焊接的温度场和应力场的分布进行了动态模拟,提出高斯函数和双椭球函数相结合的双热源模型。并应用APDL语言实现了焊接全过程温度场的三维动态模拟,其结果与理论值比较吻合。

Ar+CO_2混合气体保护焊焊缝几何形状的试验研究

简要介绍了试验设计中的因子设计方法 ,并采用因子设计方法进行焊接试验 ,测得焊缝尺寸数据 通过有关统计分析 ,研究了焊接电流、焊接电压及混合气体配比等 3个规范参数与焊缝几何形状参数的相互关系 ,提出了焊缝熔深H ,焊缝宽度B和余高a的数学模型 ,并通过试验对这些数学模型进行了验证

Windows环境下的弧焊机器人焊缝纠偏系统的软件设计

介绍了在Windows环境下用VC++6.0开发的弧焊机器人电弧传感焊缝纠偏系统,详细介绍了系统软件的组成、功能及设计过程。实现了焊接参数的实时采集、信号处理及焊接电流波形的显示,并成功地用于折线角焊缝的跟踪。

电弧传感机器人焊缝跟踪模糊控制系统

以旋转电孤焊炬作为传感器,设计了弧焊机器人焊缝跟踪的模糊控制系统。介绍了弧焊机器人焊缝跟踪系统组成及模糊控制器的具体设计过程,并给出了模糊控制表。通过对V形坡口曲线焊缝的跟踪试验,结果表明,该模糊控制器控制效果良好,跟踪效果达到预期目标。

全位置自动焊管机TIG焊电源研制

本文介绍了一种适用于管—管、管—板对接的全位置自动TIG焊晶体管电源 ,该电源采用可编程控制器控制 ,具有直流 /脉冲功能 ,焊接参数在 4个区间内可分别预制 ,试验表明 ,该电源区间过渡时电弧稳定 ,抗干扰能力强 ,焊缝均匀、连续。

基于埋弧焊V型坡口的三维视觉信息的提取及处理研究

介绍了埋弧焊V型坡口三维视觉信息的传感原理 半导体激光器的出射光片与母材成一定角度投向焊缝 ,光片与V型坡口相交成一单光纹 ,位于母材垂直方向的CCD摄像机摄取折线光纹图样 ,送计算机处理 研究了中值滤波、二值化、低通滤波、高通滤波、图像分割、中心取样等措施对图像的处理效果 。

基于旋转电弧传感的示教再现弧焊机器人智能化研究

针对目前示教再现弧焊机器人存在的不足,研制了适合机器人要求的旋转电弧传感器,研究了焊缝信息处理方法,提出了采用模糊控制方法,实现了示教再现弧焊机器人在线焊缝纠偏,取得了较好的试验结果,提高了机器人的智能化和适应性。

铸造高温合金精铸零部件的补焊研究进展

主要综述了采用钨极氩弧焊、激光焊、钎焊与粉末冶金修复再制造等焊接方式进行高温合金精铸件的补焊的研究现状及发展趋势。总结了采用不同补焊方法时焊接工艺对焊接性能的影响。指出了今后铸造高温合金精铸件的补焊的研究方向。

旋转电弧传感弧焊机器人焊缝实时纠偏系统研究

本文介绍了以高速旋转电弧为传感器的弧焊机器人焊缝实时纠偏系统 ,首先设计了适应机器人要求的高速旋转电弧传感器 ,然后对电弧传感 V形坡口焊缝的识别方法及铁水等干扰影响进行了研究 ,采用模糊控制技术进行焊缝实时纠偏 ,最后完成了 V形坡口直线焊和角焊缝折线焊 ,取得了满意的焊缝纠偏结果 .