物联网工控平台下移动焊接机器人焊缝轨迹跟踪控制方法

在大型物联网工控平台下,移动焊接机器人焊缝轨迹跟踪控制过程中,焊接机器人位姿参量获取困难,应用效果不理想,控制后机器人焊缝偏差仍然较大,焊缝轨迹与预期轨迹的一致性系数较低,因此,提出物联网工控平台下移动焊接机器人焊缝轨迹跟踪控制方法。在物联网工控平台内,利用角速度传感器与加速度传感器感知焊接机器人位姿参量。搭建焊接机器人运动学和动力学模型,跟踪焊接机器人焊缝轨迹,确定焊接机器人焊缝误差和调控量,利用控制器对焊缝轨迹自适应控制。经实验证明,设计方法控制下焊缝偏差在0.1 mm以内,焊缝轨迹与预期轨迹一致性系数在9以上,该方法具有良好的焊接机器人焊缝轨迹跟踪控制性能。

基于局部视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划

提出了一种基于视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划方法。通过使用CCD摄像机,不断地获取枪尖前方一小段焊缝的图像。由主控计算机进行图像处理,获取枪尖与焊缝间的偏差以及这小段焊缝的走向等信息。根据这些信息控制机器人沿焊缝前进,同时定时记录用焊缝偏差值修正后机器人坐标值,生成焊缝在机器人基坐标系下的坐标。当机器人沿焊缝走完一遍后,主控计算机控制机器人回到焊缝起点,开始沿焊缝焊接。用此方法对低碳钢曲线焊缝和铝合金曲线焊缝进行试验,结果表明该方法具有很高的实用价值。

圆管斜交偏置相贯线焊缝轨迹跟踪的实现

两圆管斜交偏置相贯线是复杂的空间曲线,为实现相贯线焊缝轨迹跟踪,建立了两圆管斜交偏置相贯线的数学模型,推导出相应的可控步长实时插补算法。基于所建相贯线的数学模型和插补算法设计了一套圆管斜交偏置相贯线焊缝轨迹跟踪控制系统。通过焊接实验验证,所设计的控制系统能够控制焊枪跟踪相贯线的空间曲线轨迹,且控制精度较高,可以满足相贯线焊缝自动焊接的要求。

焊缝轨迹跟踪伺服控制系统设计与实现

介绍了焊缝轨迹跟踪视觉伺服控制系统,包括系统硬件构成、焊缝识别方法、焊缝跟踪控制软件,最后对该系统进行了试验验证,证明了该控制系统的有效性。

焊缝轨迹自动测量及NC程序的自动生成技术

焊缝自动焊接过程中,焊缝轨迹的测量至关重要。本文研究CNC自动焊接机利用三座标测量头对给定焊缝形状的工件的自动测量技术,以及利用测量得到的焊缝轨迹型值点进行NC程序的自动编程的算法。

基于实时多进程机制实现焊缝轨迹智能跟踪系统

针对单进程机制的缺点,结合焊缝轨迹跟踪系统的要求,在80C196单片机的软件设计中采用一个实时多进程机制,并详细阐述了该机制的实现方法.

基于动力学模型的移动焊接机器人焊缝轨迹自动跟踪

焊缝跟踪过程中对于精度的较高要求使跟踪系统的动力学问题变得尤为突出。针对该问题建立了一种移动焊接机器人的动力学模型,该模型具有非完整的力学系统形式。在焊接机器人动力学以及十字滑块协调控制的基础上,设计了滑模变结构控制器,并考虑了外界因素,如电机动力学、机器人惯性、工件表面粗糙度等对精度的影响。理论和仿真结果表明,建立的动力学模型以及滑模变结构控制的算法正确有效,为智能自动控制方法在焊接机器人的离线编程、动态控制机仿真等方面奠定了基础。

基于激光视觉检测的焊缝轨迹离线规划

在实际焊接过程中,由于电弧弧光、飞溅等强烈的干扰,导致激光视觉检测特征点发生漂移,信息提取失败。为避免大电流CO_(2)气体保护焊接过程中强弧光和飞溅的干扰,采用了离线视觉测量方法对待焊工件进行检测,将得到的图片进行形态学组合滤波和欧式距离场变换处理,利用差分法提取出坡口位置信息,最后采用分组求平均和插值法得到完整的焊接轨迹数据,将焊接轨迹数据传输至下位机实施自动焊接,最终得到了成形均匀,无气孔、咬边等缺陷的焊缝。

双金属锯条激光焊接机焊缝轨迹跟踪控制模型构建

以提升双金属锯条激光焊接机焊缝轨迹跟踪精度为目的,构建双金属锯条激光焊接机焊缝轨迹跟踪控制模型。采用基于自适应感兴趣区域的方法预处理焊缝轨迹图像,利用水平投影法获取焊缝轨迹中心线,根据焊缝位置处激光条纹有间断的特点,经由扫描激光条纹中心线可以获取焊缝的特征信息,由此确定焊缝轨迹。考虑非完整约束性,利用Lagrange动力学方法描述双金属锯条激光焊接机的动力学模型,基于动力学模型,根据跟踪过程中焊枪点与焊缝轨迹中心线的距离和横向滑块的极限长度间的相关性,制定不同的焊缝跟踪控制策略,考虑双金属锯条激光焊接机的惯性、工件表面不平度等因素,设计基于移动焊接机器人动力学和十字滑块协调控制的滑模变结构控制模型。应用测试结果显示该模型控制下,研究对象焊缝轨迹跟踪结果与实际轨迹基本重合。

基于线结构光原理的焊缝轨迹跟踪视觉系统设计与应用

设计了一种可以直接用于机械臂自主焊缝轨迹跟踪的视觉系统,该系统可以捕获焊缝的三维信息,配合自主设计的上位机控制软件,实现了机械手对多种焊缝类型的稳定跟踪.系统的硬件结构采用单目相机加线结构光的方案,控制终端为PC端,通过TCP/IP与机械手进行数据通信.使用C++编写的上位机软件集成了相机图像采集、图像处理、参数标定、数据通信以及机械臂运动控制等功能.通过大量的实验测试与仿真,验证了该系统的有效性及可靠性,针对多种焊缝类型可以实现误差在0.8~1 mm的轨迹跟踪,满足了工业焊接精度的要求.

焊管焊缝轨迹追踪系统设计

介绍了电磁式涡流焊管焊缝轨迹追踪系统的工作原理,设计了涡流传感器电路的硬件电路,并根据此电路的输出特性信号驱动伺服电动机,带动超声波探头检测钢管焊缝中的缺陷,实现对焊缝的高精度追踪。

焊接机器人焊缝轨迹的自动跟踪控制与探索

在科技时代背景下,社会生产力、生产水平都明显提升,各种先进技术应用更为广泛,为行业发展提供了便利条件。焊接机器人就是现下在工业生产领域应用较为广泛的技术手段,能够较好的满足工业生产需求。本文将结合实际情况,对焊接机器人焊缝轨迹的自动跟踪控制进行详细分析,以期为今后开展的相关工作提供借鉴与参考。

设定轨迹焊缝的高精度CCD跟踪系统

文中介绍了一种以双线阵CCD为传感器 ,激光二极管为光源的主动式的设定轨迹焊缝的高精度CCD跟踪系统。此跟踪系统是一种智能形的成像探测器。它对焊缝的识别精度为35 μm/ 10mm ;对设定轨迹焊缝的识别精度高于 3.5 μm/ 10mm .此跟踪系统具有对其金属板坯表面的光学性能。

基于视觉传感器的焊缝图像识别与跟踪控制技术研究（英文）

针对传统“示教法”机器人焊接效率低、精度不高的问题,基于视觉传感技术对焊缝图像识别与跟踪技术进行研究。利用中值滤波和阈值分割的方法对图像进行预处理,并采用动态ROI提取与最小二乘法相结合的方法提取焊缝特征点,以解决弧光、飞溅等因素对图像的影响。同时,设计了激光焊缝跟踪系统,并将焊枪姿态作为指标对对焊缝的跟踪效果进行了实验分析。研究结果表明:所设计的视觉传感系统可有效提取焊接图像特征,识别精度高。焊缝跟踪系统可实时校正焊枪位置,焊枪高度误差始终保持在0. 2 mm以内,焊缝角度识别误差不超过0. 4°,说明该系统抗干扰能力强,焊接精度高,实时性好。

窄间隙磁控-激光复合式焊缝跟踪方法

针对窄间隙焊接需要精确的焊缝偏差信息以保证焊枪对中的问题,设计了一套磁控电弧-激光传感器相结合的焊缝跟踪系统,由前置的激光视觉传感器扫描焊缝中心,采用形态提取算法和基于Kernel算法的相关滤波器得到焊缝特征点的坐标,经拉格朗日插值法处理,拟合出焊缝轨迹的近似曲线,设定门限阈值分两种情况采用双传感器数据自适应加权融合方法进行信息融合,使得焊缝偏差信息更为精确,最终保证焊枪的对中和侧壁良好融合。

肋板封头三面焊缝自动化连续焊接工艺的开发

文中以B型地铁转向架中托板肋板的自动化焊接为例,针对IGM机械手在连续焊接肋板两侧焊缝加封头结构时遇到焊枪变化角度大、变化空间小、焊接工艺参数难以控制等难点,开发了新的自动化连续焊接肋板三面焊缝的工艺方式,即通过采用机械手外部轴联动调整恰当的焊接位置、规划焊接轨迹、试验焊枪倾角和改变焊接工艺参数来实现肋板封头加肋板两侧三面连续焊缝的自动化焊接。采用新自动焊接工艺后,外观成形和焊缝金属熔合情况良好,未发现宏观裂纹、未熔合等焊接缺陷,提高了焊接质量,减少了日产返修量,同时降低了生产成本,提升了市场竞争力,为自动化连续焊接转向架中肋板类焊缝三面连续提供借鉴和参考。

一种紧凑式柔性化焊缝视觉跟踪系统

针对现有焊缝视觉跟踪装置结构尺寸大及跟踪高度不可变使其应用场合受限的弊端,研究一种紧凑式柔性化焊缝视觉跟踪方法。首先,研究紧凑式柔性化焊缝视觉跟踪原理并研制实物装置;其次,结合焊缝视觉跟踪装置结构参数,研究其光路调整角度与跟踪高度之间映射关系;接着,基于图像特征参数,建立焊缝三维轨迹数学模型;最后,结合实验验证该系统在不同跟踪高度下光路调整角度、焊缝三维轨迹数学模型的精确及可靠性。该研究为焊接过程的智能化、柔性化提供了理论基础及技术支持。

窄间隙/超窄间隙焊接技术(三) 窄间隙气体保护焊相关关键技术

相比其他窄间隙焊接技术,窄间隙气体保护焊具有更高的综合技术优势和性价比,目前应用率不高的根本原因在于相关关键技术的完全突破和技术完全配套状况。论述窄间隙气体保护焊的相关关键技术,主要包括:两侧壁熔合控制技术、实现六大功能要求的焊枪设计与制造技术、焊缝轨迹自适应跟踪技术、焊接高温区高效气体保护技术和超低飞溅率弧焊电源技术,并分析各关键技术的最新技术进展。