基于遥控操作机器人视觉传感系统的人机交互设计

遥控操作焊接技术作为一种替代人工修复管道焊接的良好方案,具有无可比拟的技术和人工优势。通过设计视觉传感系统优化控制策略和焊枪姿态,实时监控焊接过程,获得焊缝坡口特征信息并及时修正焊接过程,实现更好的遥控质量。

基于机器人双目立体视觉条件下焊接试件尺寸检测原理概述

针对受限空间或核环境下返修焊接试件的尺寸检测,研究了双目立体视觉的测距原理,在分析双目立体视觉原理的基础上,重点研究了双目视觉摄像机标定,以及视觉到机器人的坐标变换(即手眼标定)原理,最后根据坐标转化完成焊接试件尺寸测量。

辐射环境下遥控操作焊接设备研究

根据辐射环境下遥控焊接和远程操作的特殊性,提出“宏观遥控,局部自主”的控制策略,采用“管道替换策略”代替裂纹原位维修的设计思想,设计远程机器人维修方案。以辐射环境下遥控操作机器人作为研究目标,进行了辐射环境下的装备设计。详细分析了设备整体结构设计、设备可达性分析、机器人承载轨道设计、工具架设计、机器人方案设计、力控传感器及快换接头设计,以及焊接工具头设计,证明了管道远程自动化返修的可行性。

遥控操作返修机器人视觉系统焊缝图像处理算法设计

针对遥控操作返修机器人,研究其视觉系统的焊缝图像处理算法。通过对视觉检测传感器、焊缝信息采集及处理算法、远端场景恢复算法的设计,完成遥控操作返修机器人视觉系统焊缝图像处理,形成待返修焊口的三维模型。

基于PLC的管道自动焊接控制系统设计

针对核电站RCP管道修补及焊接的工作量越来越大的现状,设计了一款以PLC和人机界面为核心的管道自动焊接控制系统,它具有焊接质量优、生产效率高、操作简单等优点,可满足核电现场管道焊接生产工艺的要求。

基于PLC的焊接参数采集系统设计与应用

核电站施工现场多采用手工焊,焊接过程中电弧电压、焊接电流等参数波动较大,焊接质量不稳定。为了有效监测焊接过程,设计了一种基于PLC和触摸屏的一套焊接工艺参数实时监测系统。该系统利用PLC采集实时参数,并计算相关参数,通过MODBUS RTU通信协议将数据传送至触摸屏,最终由触摸屏实现焊接工艺参数的显示和存储等功能。试验结果表明,该系统能够很好地对焊接工艺参数实时采集与处理,简单实用,稳定性强,为探究焊接工艺参数对焊接质量的影响提供了一种方法,具有一定的推广价值。

方钢支架自动焊装备系统设计

为解决在建的“华龙一号”核电站电缆桥架安装中存在大量方钢与预埋板的焊接问题,研制了一种结构巧妙,针对性强,制造成本低,适合作为专机使用的方钢支架自动焊装备。装备采用运动板卡控制,通过运动学分析和插补运算有效的保证了焊接机头在圆形轨道上实现矩形轨迹运动。快速夹持机构与环形轨道的设计,显著的减少装备在现场装配的时间,进而缩短了建造的周期。

基于机器人视觉的风管弯头焊接工艺研究

VVER堆型风管弯头因工件较为复杂,组对偏差较大等原因,在车间现场一直采用手工焊接方式进行预制,施工效率低,自动化施工程度低。通过选用合适的焊接电源和焊接机器人,引入智能焊缝视觉识别系统并自主设计风管弯头专用工装,解决了风管弯头复杂工件的焊接路径规划问题,并在此基础上进行了VVER堆型风管弯头自动焊工艺理论研究,得出焊缝双面成形好、质量优的焊接参数范围。最后通过风管弯头模拟件的焊接试验,验证了研发工艺的适用性,成功研发出VVER堆型风管弯头智能化自动焊工艺,可作为基础工艺推广至其他堆型风管的预制中。

遥操作焊接机器人辐射防护研究

机器人遥操作技术可以充分发挥机器人的执行能力,其稳定性好,然而,人机交互过程复杂,需要远端传感信息的及时反馈,才能实现机器人遥操作技术的很好完成。本文通过对伺服电机、立体视觉显示系统、激光测距传感器、激光跟踪传感器、AGV车、激光雷达、角磨机、电主轴、电磁阀9项装置进行辐射环境下传感测试,并对设备的辐射防护性能进行了试验验证。研究发现,在10mSv/h的辐射环境下,无需辐射防护也可完成预期功能;立体视觉显示系统、AGV车具备一定的抗辐射能力,制造遥操作修复设备时建议进行辐射防护后使用;激光跟踪传感器不具备抗辐射能力,辐射环境对该部件影响极大,使用时必须搭配辐射防护装置;以延长部件使用寿命1倍为目标,对视觉传感系统进行了辐射防护系统设计,通过理论分析完成了辐射防护材料选择和厚度选择;通过钴60源模拟现场实际环境,对设备耐辐射能力进行了实验验证,验证结果与理论预测一致,辐射防护可靠有效。

双丝焊的现状与发展

双丝焊时,所使用焊接电流较大,有利于形成较大的熔深,实现高熔敷率,提高焊接效率。双丝焊使熔池中熔融金属与母材充分熔合,因此焊缝成形美观。与其他焊接技术相比,共熔池双丝熔化极气体保护电弧焊具有熔敷速度快、焊接效率高、焊接质量好、焊接飞溅少等优点。未来,双丝焊的应用将会越来越广泛,其在核电现场中的应用将助力核电装备焊接效率与质量的提升。

基于六轴机器人风管焊接装备研究

圆风管弯头预制在风管预制中是非常重要的一部分,焊缝量大,焊接难度高。随着工业机器人不断发展,该技术在焊接行业应用也越来越成熟。针对圆风管弯头预制工作存在效率低、质量无法保证等问题,研究设计了一套以六轴机器人为核心的自动焊装备,该装备搭载视觉传感系统和自动焊工装使用,操作简单,稳定性高,可有效提高生产效率和焊接质量。