面向复杂空间路径的焊接机器人运动学分析与轨迹规划

为了提高面向复杂空间路径焊接机器人的焊接质量,以IRB 1410型机器人为研究对象,采用改进的D-H(Denavit-Hartenberg)法建立其运动学模型,通过坐标变换推导出机器人末端相对于基坐标系的位姿变换矩阵,利用RobotStudio软件和FlexPendant示教器验证了正运动学模型的正确性,然后推导出焊接机器人逆运动学的解析解,设计了Simulink模块对逆运动学算法进行仿真验证。根据所建立的运动学模型对具有复杂空间路径的马鞍形焊缝进行了等角度插补轨迹规划,并通过五次多项式插值算法使焊枪由初始位置至焊接起始点的运动轨迹与马鞍形轨迹相衔接。研究结果表明,本文建立的焊接机器人正、逆运动学求解模型可用于复杂空间路径焊接机器人的轨迹规划,焊接过程中机器人各关节运动连续且平稳,可满足焊接精度要求。

旋转电弧传感焊炬空间姿态与仿真分析

为了使得旋转电弧传感焊炬便于在狭小空间进行焊接作业,焊炬空间姿态信息分析及识别处理研究必不可少.通过建立焊炬高度数学模型,分析在不同焊炬跟踪角、焊炬工作角、焊炬行走角、焊缝左右横向偏差、坡口夹角的情况下焊炬高度变化关系及对焊缝偏差提取精度的影响.仿真结果表明,对于偏差识别精度,焊炬工作角影响最大,其它均在合理范围之内.但在焊炬空间姿态均有所变化时,偏差识别精度不稳定.基于此为焊炬空间姿态信息合理解耦和精确识别提供了理论依据.

基于摆动旋转电弧的焊枪空间姿态识别

通过对现有电弧传感器的扫描信号进行深入研究,提出了一种摆动旋转电弧传感器,在分析其信号特点的基础上,推导出焊枪空间姿态与弧长变化之间的数学关系,建立了该电弧传感器的弧长数学模型.考虑到焊接电弧信号的特点与复杂性,采用了Gabor小波滤波器来消除信号中的噪声干扰,并对滤波后的采样数据进行了特征向量提取,降低了数据的维度,根据欧式距离的原理设计了焊枪姿态分类器,采用模型参数的最速下降法对焊枪的空间姿态进行了实时识别.结果表明,摆动旋转电弧传感器的焊枪空间姿态识别算法简单、获取信息量大,为提高焊缝跟踪的精度提供了理论依据.

基于管道插接的相贯线焊缝提取算法及数值模拟

针对工件上多个不同直径管道的筒体内壁焊缝位置信息难于提取的技术问题,设计了一种能识别支管空间位置和尺寸信息的焊缝位置识别传感器,通过该装置采集到的数据,结合已知工件空间位置和尺寸信息,建立管道插接焊缝的位置模型,并推导出基于此模型的焊缝特征矩阵和焊枪姿态矩阵.将采集的数据结合上述数学模型,在MATLAB软件中进行仿真对比.结果表明,其精度误差最大为0.25 mm,满足实际焊接精度要求,验证了该传感器与数学模型的准确性.该传感器及其焊缝特征识别方法具有通用性,对管道插接焊接任务的自动化、智能化具有重要意义.

全光纤集成式焊缝图像传感系统

提出了一种新的全光纤集成式线结构光投影焊缝图像传感系统,其中激光线结构光投影光场由传光光纤和集成在其输出端面的微型柱面透镜产生,焊缝激光图像由光纤传像束接收.利用光线理论分析了大芯径石英光纤出射端面的近场强度分布和光纤传像束传输激光焊缝图像的特性.结果表明,激光经过大芯径光纤传输后,有利于提高投影条纹的质量;激光焊缝图像经过传像光纤传输后,由于光纤的空间滤波效应,大部分图像噪声被滤除.试验结果与理论分析基本一致.

钢结构教学中焊缝连接计算的易错之处及对策分析

结合教学经验,介绍了钢结构课程的特点,归纳了钢结构教学中焊缝连接计算的易错之处,并探讨了具体的应对措施,从加强识图能力、强化课程的连贯性、课程设计等方面,提出了几点钢结构课程的教学建议。

马鞍形焊缝焊接工艺试验的研究

压力容器上接管与筒体间焊缝的焊接是产品制造中的难点，本文简单介绍了采用马鞍形切割机和马鞍形焊机，通过选用合理的焊接坡口形式和采取合理的焊接工艺规范参数，来实现了压力容器产品上接管与简体间马鞍形环焊缝的全自动焊接技术。

焊接熔池形状和温度场的特点及其在直缝埋弧焊中的应用

依据有关焊接熔池形状和温度场的理论研究成果,确定了双丝直缝埋弧焊中焊丝的空间布置,其特点是两丝中心间距12～15mm,干伸长为25～30mm,两丝有一定的倾角.实践证明,焊接过程中保持合理的焊丝空间布置能获得优良的焊缝质量.

大型不锈钢再冷凝器建造技术

再冷凝器是液化天然气(LNG)接收站的核心设备,其运行状态关系到整个接收站运行状态的稳定。BOG再冷凝器是目前我国LNG领域中体积最大、壁厚最厚的低温设备。该设备全部由不锈钢制成,所用材料为双牌号不锈钢,即化学成分满足304L,力学性能满足304的要求。容器的设计、制造、试验、验收标准为ASME第Ⅷ卷第1分册(2010版及2011增补)。由于该设备在陆地安装,还要满足《固定式压力容器安全技术监察规程》的相关规定。文章主要总结BOG再冷凝器的制造方法,分析制造过程中遇到的难点,以期为LNG装备市场中大型不锈钢再冷凝器建造技术工作的改进及质量控制提供参考。

空间网格结构相贯节点全熔透区域焊缝检测技术

以广州宏城广场空间网格结构相贯焊缝定量检测为背景,通过计算确定全熔透区域的范围,绘制无损检测(NDT)图,利用超声波探伤技术对焊缝进行定量检测,检测结果表明采用该方法的焊缝质量满足规范要求。

机器人圆形焊缝三维定位方法

自动化寻迹焊接过程中有许多焊缝为圆形,在焊缝特征点的坐标确定以后如何确定圆形焊缝的中心轨迹线是至关重要的.利用空间解析几何的原理,结合最小二乘法,既利用焊缝的已知信息又利用了实时监测点的信息,给出了圆形焊缝三维空间中心位置的确定方法.实验表明,该方法具有较高的精度和较强的实用性.

机器人焊缝中心三维定位的解析方法

机器人焊接过程中焊缝三维空间中心位置的确定是焊缝自动跟踪系统重要的一环.由于多数焊缝为直线,且实际的焊缝在小范围内可近似为直线,因而特征点的空间坐标确定以后如何确定直线是问题的关键所在.在焊缝特征点确定以后,根据空间解析几何的定位原理,结合最小二乘法,首先给出了焊缝中心线的确定原则,其次,按直线的点向式方程,利用焊缝特征点的全息,给出了中心直线的点和方向向量确定的解析方法.