龙门式柔性焊接机器人工作站的研制

针对铁路货车架等大部件焊接,研制了龙门式柔性焊接机器人工作站,对工作站的各部分组成、龙门结构、机器人、焊接系统、控制系统等做了详尽的说明,并且对该工作站的工作状态进行介绍。

龙门式焊接机器人制动过程的动力学特性优化

某厂生产的龙门式焊接机器人快速制动时振动严重,焊枪处的振幅最大可达10.32mm,振动衰减慢,无法保证焊接精度。针对这个问题,基于ANSYS Workbench软件对焊接机器人的龙门架结构进行了模态分析,并采用对龙门架的Y轴横梁施加加速度的方法分析了其制动过程的动力学特性,发现联接部件与Y轴横梁的连接处为薄弱环节。根据分析结果,对龙门架结构进行了优化,优化后的分析结果表明:机器人焊枪处振动的最大振幅为1.68mm,比优化前降低了83.6%,振动衰减速度明显加快,达到了现场焊接精度要求。

龙门式焊接机器人焊接精度优化控制仿真

某龙门式焊接机器人的直线运动单元在快速启动、制动时,焊枪部分抖动明显,严重影响焊接精度及焊接成型。调整控制系统的相关参数后,焊枪的控制精度仍不能满足焊接要求。为了对焊枪的焊接精度进行优化控制,首先建立了龙门式直线运动系统的瞬态动力学模型,并采用Newmark时间积分法对系统进行了动力学仿真。分析仿真结果后发现,焊枪处抖动的根本原因是直线运动单元的惯性激励引起的焊枪振动振幅过大、振动衰减慢。然后根据仿真得到的系统动力学特性,对影响振动响应的结构刚度和阻尼进行了探究,并利用优化系统结构刚度的方法对Y方向与Z方向运动单元的联接处进行了结构优化。优化后的系统动力学仿真结果表明,机器人焊枪处的最大振幅明显降低,振动衰减速度明显加快。对修改后的系统进行了现场测试和焊接实验,结果表明,焊枪的控制精度达到了现场的焊接要求,验证了仿真结果的准确性。

磁吸式柔性机构的设计

介绍了一种用于无导轨全位置多层焊自动跟踪球罐焊接机器人的磁吸式柔性机构，就其设计思想、工作原理、参数计算等要点进行了阐述。

袋装物料的新型高效率高柔性组合式立体仓储系统

袋装物料是我国物流业务中常见的包装模式,其作业方式往往效率低、成本高。本文研究了袋装物料的物流作业工艺,引入一种新的仓储搬运载体——框篮,提出一种高柔性组合式的龙门式直角坐标机器人方案,解决袋装物料装卸、搬运、仓储、运输等难题,实现高效率的物流作业。

铁路货车板柱式端墙智能制造研究

结合国家对制造业“智能化、数字化”转型的战略要求,提出了一种铁路货车板柱式端墙智能化制造的通用方案。根据产品的结构特点创新设计并运用了工件自动传输、柔性便捷组装、机器人自适应焊接、原地叉式翻转、制造信息化等技术,实现了板柱式端墙的节拍化智能生产,提升了效率效益,稳定了产品质量,为铁路货车智能制造技术发展提供了宝贵的经验。

移动式焊接机器人研究及产业化应用

笔者针对现场移动焊接作业，研发出了多种移动式焊接机器人产品。具有磁轮自由行走和轨道式两种移动行走方式；开发出了直轨道、圆轨道和柔性轨道等多种不同规格的轨道；配备灵活的焊枪电动／手动调节机构和焊枪柔性摆动机构；实现了焊缝轨迹跟踪控制、坡口组对偏差自动适应、坡口焊道自动排道、焊接工艺参数程控管理等数字化、智能化功能，已形成批量生产能力，并在石油化工、核电、冶金、建筑、造船、海洋工程等行业应用。

基于单目线性结构光膜式壁焊缝跟踪系统研究

针对锅炉行业中膜式壁焊接作业劳动强度大、生产效率低,设计了一种基于单目线性结构光的膜式壁焊缝跟踪系统。首先,设计了一种基于单目线性结构光的膜式壁焊缝检测传感器,建立了空间坐标系和相机成像坐标系下焊炬轨迹空间位姿和偏差数学模型;其次,焊接过程中,基于图像处理检测出的焊缝特征点建立了焊缝轨迹和焊缝纠偏数学模型;最后,结合图像处理检测出的焊缝特征点和焊缝跟踪控制算法,在龙门式焊接机器人平台上完成了上坡角和下坡角为30°的膜式壁焊缝焊接。实验证明,膜式壁焊缝图像处理算法能够快速准确地检测焊缝特征点,结合焊炬纠偏控制算法能够完成焊缝跟踪,跟踪精度为0.20 mm,满足实际要求。

全焊板束装配焊接生产线的研制

板壳式换热器芯体板束的装配焊接是大型板壳式换热器制造过程中最重要的工序,介绍了一种全焊板束装配焊接生产线,实现了对板壳式换热器芯体板束的高效智能跟踪焊接。

生产线用的激光器

当今世界汽车厂生产中使用激光器已成为普遍现象,尤其是激光焊接。几年前Chrysler公司的Kokomo变速箱厂为避免电子束焊接抽真空导致较多的停机时间,已转向使用激光焊接。该厂所用的激光功率比世界上其它各厂都多。