盾构机刀盘架管板结构机器人多层多道规划及焊接工艺实践

研究了盾构机刀盘架管板结构垂直角焊缝的截面规划策略以及焊接参数对不同形状焊缝成形的影响,借助直读光谱、化学分析、光学显微镜、显微硬度测试等手段,建立了角焊缝焊道特征数据库,同时在机器人多层多道焊接软件包的基础上,进行机器人多层多道的焊接。结果表明:机器人采用不摆动、三角形加菱形规划策略,三角形截面焊接参数为送丝速度3.2m/min、焊接速度0.3m/min、焊枪角度45°;菱形截面焊接参数为送丝速度5m/min、焊接速度0.4m/min、焊枪角度67.5°;总焊缝高度14.24 mm、宽度16.48mm,总焊接时间1560s,热影响区宽度0.8mm,焊缝成形良好,表面光滑。通过无损检测和金相检测,没有焊接缺陷,焊道熔合良好。

中厚板多层多道焊视觉测量与工艺规划

针对中厚板多层多道焊的焊道测量问题,提出利用焊缝检测和焊道尺寸视觉测量的信息融合自适应微调焊枪位置的方法。首先基于结构光视觉传感器系统采集焊缝图像,在典型图像处理算法的基础上,结合FROSAC提取算法提取焊缝特征信息;将提取到的特征点进行坐标转换,采用视觉测量获得焊道轮廓和尺寸信息,来修正机器人的运动路径;根据焊缝特征信息分析工艺参数对焊道成型的影响,确定焊道层数、各焊道的工艺参数以及焊枪的偏移量,完成多层多道焊接工艺规划;最后基于搭建的机器人焊接视觉系统在12 mm母材上进行V形坡口多层多道焊接试验。结果表明:该方法下坡口填充良好,焊道尺寸平均测量误差小于0.2 mm,满足多层多道焊接工业应用需求。

基于WebGL的焊接机器人仿真及多层多道路径规划

针对中厚板机器人焊接运动仿真、多层多道路径规划等需求,开发了一种基于Web GL的开放的机器人焊接离线编程系统.首先搭建了基于激光视觉传感的机器人MAG焊接系统,接着利用Java Script,Web GL等技术搭建了仿真平台,通过传感器获取焊道的三维点云数据,利用点云处理技术对焊道特征信息进行提取,在此基础上,进一步提出了对20 mm厚的开V形坡口钢板的多层多道路径规划策略,最终完成了V形坡口4层10道的焊接实验.结果表明,该系统对机器人焊接自动化、智能化关键技术提供了可靠的实现途径.