无轨导全位置爬行式弧焊机器人系统

介绍了一种采用新型轮履复合式爬行机构的全位置爬行式弧焊机器人系统,详细地阐述了系统的组成和工作原理。该系统由爬行机构、焊接系统、视觉跟踪系统以及控制系统组成,是一种既无需轨道也无需导向的自动焊接系统。爬行机构具有负重能力强、运动灵活等特点,满足机器人在大型工件上全位置爬行焊接要求。通过大量试验对爬行机构进行了运动分析,建立了机器人运动模型。针对系统的复杂性设计了开关控制器,实现了爬行机构及十字滑块的协调控制,达到焊缝精确跟踪的目的。进行了焊接条件下的跟踪性能试验、全位置多层多道焊接试验,取得了满意的效果,实现了大型工件焊接过程自动化。

爬行式弧焊机器人立向与横向焊接工艺的研究

基于新型爬行式弧焊机器人对大型构件不同焊接位置的焊接工艺进行了研究,从大量实验中研究焊接速度、焊接电流、焊枪位姿等人工调节因素对焊接质量的影响;总结了针对该系统的各因素的调整方法和量值。实验表明,参数的适当改变使该系统能应用于不同位置的焊接,从而保证大型构件的全位置自动化焊接。

对爬行式弧焊机器人立向与横向焊接工艺的研究

介绍了新型爬行式弧焊机器人对大型构件不同焊接位置的焊接工艺研究,在大量试验中主要研究了焊接速度、焊接电流、焊枪位姿等人工调节因素对焊接质量的影响,并总结了针对该系统的各因素的调整方法和量值。试验表明,参数的适当改变使该系统能有效地应用于不同位置的焊接,以保证大型构件的全位置自动化焊接的实现。

爬行式焊接机器人焊缝跟踪的协调控制

针对大型构件的自动焊接问题 ,采用由爬行小车和十字滑块组合而成的跟踪机构进行焊缝的跟踪 ,提出了协调控制的方法 ,并对爬行小车的控制进行了理论分析和大量的实验研究 ,焊接实验表明这种控制方案能够实现爬行机器人对焊缝的精确跟踪。

面向大型工件的爬行式全位置焊接机器人

简述了大型工件现场自动化焊接装备的必要性和国内外发展现状,介绍了用于大型工件现场自动化焊接的爬行式全位置弧焊机器人,主要论述了该机器人的爬行机构、焊缝跟踪系统、控制系统及其导航定位系统的特色和研究现状。

爬行式智能焊接机器人与应用试验研究

介绍了一种适用于大型钢结构件自动化焊接的爬行式焊接机器人系统,机器人本体由移动平台和三自由度操作机构组成,控制硬件和软件系统都采用分层设计。基于激光传感器和码盘数据融合设计焊缝跟踪算法。在工厂现场环境下,对机器人系统开展了工艺评定试验,通过焊接模拟件研究了焊接工艺,并针对实际产品开展了立焊应用试验。试验结果表明,该机器人系统能够稳定地工作,焊接质量和成型效果达到实际产品焊接标准。

无轨导爬行焊接机器人在中小型碳钢储罐的焊接应用及效益评价

介绍了无轨导爬行焊接机器人在中小型碳钢储罐的焊接应用及效益评价情况。中小型碳钢储罐焊接手工焊存在焊接效率低、焊接作业周期长、焊接质量不稳定、人工成本高等问题。自主开发了无轨导爬行焊接机器人施工工法并成功应用于中小型碳钢储罐焊接。随着操作熟练程度的提升,焊接时间逐渐缩短,焊接效率不断提高,最终投入时间趋于稳定。机器人焊接从焊接质量、焊接效率及投入人工成本等方面优势明显,焊接效率较手工焊提高2~3倍,焊缝一次焊接合格率均在98%以上,同时可节约人工成本30%以上,降本增效效果显著。

基于FPGA的爬行式焊接机器人控制系统研究

大型结构的曲面焊缝轨迹是具有三维方向偏差的空间曲线,在焊接过程中焊件会产生焊接变形,传统的导轨式自动焊接设备无法准确地焊接曲面焊缝。设计开发了一套爬行式焊接机器人控制系统,以FPGA(现场可编程逻辑门阵列)作为硬件电路的主控芯片,通过RS232接收焊枪高度方向的激光传感器位置信号,并采用硬件描述语言(Verilog HDL)编写控制软件,通过定时采样插补实现了焊枪高度位置的自动调整,保证了CTWD(导电嘴到工件距离)的精确控制。焊枪横向位置可通过控制器上的按键进行手工微调,保证焊枪沿坡口中心运动,该控制器能保证焊接工艺稳定,焊接位置准确,焊缝成形质量好。

新型无轨导全位置自主爬行式弧焊机器人

展品简介：无轨导全位置自主爬行式弧焊机器人系由以上单位组织在潘际銮院士领导下，由清华大学和南昌大学一批专家为主研制成的。该产品由永磁轮履式爬行装置、传感器及认缝跟踪系统、焊接系统及总控系统组成。此设备主要应用大型构件的焊接，例如船体、贮器(球罐、直壁罐)、大型闸门、大直径管道及大型金属结构安装焊接。

船舶复杂曲面爬行机器人自动焊接的关键技术研究

针对船舶船体复杂曲面的焊接存在曲率变化大、焊缝长和焊接姿态变化多等问题,本文设计了爬行式机器人自动焊接系统。通过旋转电弧V形坡口上坡和下坡焊等焊接试验对爬行式机器人自动焊接的关键技术进行研究。试验结果显示爬行式机器人可以实现船舶船体复杂曲面的自动焊接,并且能保证焊接质量、提高船舶焊接效率。结果表明爬行式机器人在船舶复杂曲面的自动焊接技术具有重要的研究与应用价值。

爬行式气电立焊机器人

2006年，由中科院院士、清华大学教授潘际銮所创造发明的特种机器人——无轨道爬行式弧焊机器人正式面世。该项技术填补了国内外均无类似技术的空白，是国际焊接领域中的首创，属于国际领先、原始创新的科研成果，也是解决大型结构件在工地实现自动化焊接的强大武器。

爬行式气电立焊机器人

清华大学机械工程系发明的具有独立自主知识产权的无轨导全位置“爬行式气电立焊机器人”，填补了国内外该项技术的空白，属国际领先、原始创新的科研成果，是解决大型结构件在工地实现自动化焊接的实用设备。

清华大学“爬行立焊机器人”创世界焊接奇迹

2006年5月16日上午，中国科学院院士，清华大学机械工程系教授、著名焊接专家潘际銮先生，在北京中国国际展览中心开幕的“第十一届北京埃森焊接与切割展览会”上，介绍自己最新发明的成果：无轨导全位置“爬行式气电主焊机器人”。这一成就在世界上为焊接技术开创了一个新奇迹，并获得独立的自主知识产权。潘际銮曾创建中国大陆高等院校中第一批焊接专业，60年代初试验成功“氩弧焊”应用于核反应堆制造，并完成中国自主生产的第一套核反应堆焊接工程。

熔滴—焊缝同步视觉焊接偏差测定方法

由于无轨爬行式焊接机器人运动方式自由灵活,导致存在超前监测误差的主动视觉传感方法焊缝跟踪精度不高。被动视觉传感方法无超前监测误差,但需采用昂贵的熔池相机,从而导致设备成本增加。针对以上问题,设计了一种由双摄像机组成的视觉采集系统,并提出一种熔滴—焊缝同步采集焊接偏差测定方法。首先,通过标定分别校正熔滴和焊缝图像,然后将熔滴、焊缝图像信息融合到同一图像坐标系中。进一步,采用凹点区域检测方法定位熔滴图像中的焊丝尖端,并采用最小二乘法拟合焊缝边缘直线。最后,利用焊丝尖端与焊缝边缘直线的位置关系,在已建立的焊接偏差量测定模型中计算出当前时刻焊接偏差量。实验结果表明,在实验室环境下,采用熔滴—焊缝同步视觉方法,焊接误差可以控制在0.2 mm以内,具有较高焊缝跟踪精度和重要应用前景。